図1:ファイバブラッググレーティング(FBG)ひずみゲージの動作原理

橋梁、パイプライン、トンネル、建築基礎、道路、ダムなどのインフラストラクチャは、長期間にわたり環境からの影響を受け変化していきます。この構造的な問題は、構造物自身の経年変化、不適切な工法、近隣の建設工事の影響などが関連しています。電気式ひずみゲージは構造の変化を監視するために長年使用されてきましたが、長期間にわたって正確で実用的な情報を提供するために必要な耐久性と完全性が欠けていることがあります。

ファイバブラッググレーティング(FBG)技術に基づく光ファイバ式ひずみゲージは、従来の電気式ひずみゲージとは非常に異なる原理で動作します。簡略化して言えば、ファイバブラッググレーティングは、ゲルマニウムドープされた光ファイバのコアをUVレーザで加工して作成した微細構造物(通常、長さ数ミリメートルのグレーティング)です。この微細構造は、光ファイバの屈折率が周期的に変化する構造となっています。ファイバに沿って光が進むにつれて、グレーティングは非常に狭い範囲の波長成分だけを反射し、他の波長は透過させます。反射された波長成分はブラッグ波長(図1)として知られています。力が加わると、グレーティングの間隔は、光ファイバの物理的な伸縮の程度に応じて変化して、ブラッグ波長をシフトさせるので、それをインタロゲータ(すなわち、データ収集システム)によって検出しセンサの計測値として使用します。この記事の全文(英文)は、下記資料ダウンロードよりご覧いただけます。

資料ダウンロード:インフラストラクチャ監視に使用する、光ファイバ式センサと従来型電気式ひずみゲージの比較

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