JP2018085248A - Cable with load detection function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバセンシング技術を用いて、ケーブルに負荷が作用した箇所を検出可能にする負荷検出機能付ケーブルに関する。 The present invention relates to a cable with a load detection function that makes it possible to detect a location where a load is applied to the cable using optical fiber sensing technology.
従来、複数の素線を撚り合わせた導体の外周に絶縁体を設けた1本の検知線と、複数の素線を撚り合わせた導体の外周に絶縁体を設けた複数本の被検知線とを備え、検知線の周囲を複数本の被検知線で囲むように撚り合わせた構造の断線検知機能付ケーブルが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この断線検知機能付ケーブルでは、検知線の導体の素線径を被検知線の導体の素線径よりも太くしたり、検知線の導体の素線と被検知線の導体の素線の材質を異ならせたりすることにより、検知線の屈曲寿命を被検知線よりも短くしており、その検知線に電流を流して断線の有無を検知することで、被検知線とされている絶縁電線の断線時期を予測し、その予測結果に基づいて断線検知機能付ケーブルの交換を行うようにしている。
Conventionally, one sensing line provided with an insulator on the outer periphery of a conductor obtained by twisting a plurality of strands, and a plurality of detected lines provided with an insulator on the outer periphery of a conductor obtained by twisting a plurality of strands And a cable with a disconnection detection function having a structure in which the periphery of the detection line is twisted so as to be surrounded by a plurality of detection lines (see, for example, Patent Document 1).
In this cable with disconnection detection function, the wire diameter of the conductor of the detection wire is made larger than the wire diameter of the conductor of the detected wire, or the material of the conductor wire of the detection wire and the conductor wire of the detected wire Insulated wires that are used as the detected wire by making the bending life of the detected wire shorter than that of the detected wire, and by detecting the presence or absence of disconnection by passing a current through the detected wire. The disconnection time is predicted, and the cable with the disconnection detection function is replaced based on the prediction result.
しかしながら、上記特許文献1のケーブルの場合、絶縁電線(被検知線)の断線時期を予測することはできるものの、断線箇所(断線位置)までは予測することができないので、検知線の断線を検知した場合には、ケーブルを全線に亘って点検したり、ケーブル全体を交換したりしなければならないという問題があった。
一方、ケーブルに負荷がかかることで検知線が断線した場合に、その負荷発生箇所が分かれば、その部分をピンポイントで点検し、直ちにケーブルの交換が必要か、交換まで猶予がある状態かなど判断することや、検知線の断線箇所を含むようにケーブルを部分的に交換すればよいか判断することが可能になるので、ケーブルのメンテナンスを行う上で好ましい。
However, in the case of the cable disclosed in
On the other hand, if the detection line is disconnected due to a load on the cable, if the location of the load is known, check that part pinpointed, whether the cable needs to be replaced immediately, or whether there is a delay before the replacement, etc. Since it becomes possible to judge and to determine whether it is necessary to partially replace the cable so as to include the disconnection portion of the detection line, it is preferable in performing cable maintenance.
また、上記特許文献1のケーブルの場合、検知線の断線が発見された際には、既に絶縁電線(被検知線)にも劣化が進行していることがあり、当該ケーブルを使用したシステムが突然予期せぬシステムダウンを起こす虞があるという問題があった。
Moreover, in the case of the cable of the above-mentioned
本発明の目的は、ケーブルに負荷が作用した箇所を検出することができる負荷検出機能付ケーブルを提供することである。 The objective of this invention is providing the cable with a load detection function which can detect the location where the load acted on the cable.
上記目的を達成するため、この発明は、
少なくとも1本の導体線と、
前記導体線が延在する方向に沿わせた少なくとも1本の光ファイバと、を備えた負荷検出機能付ケーブルであって、
前記光ファイバの一端に、前記光ファイバのコアに対してレーザー光を出射する光源および前記コア内の散乱光を検出する検出器を有する光学装置が接続されて、前記光ファイバが変形した箇所を検出可能に構成されているようにした。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
At least one conductor wire;
A cable with a load detection function comprising: at least one optical fiber along a direction in which the conductor wire extends;
An optical device having a light source that emits laser light to the core of the optical fiber and a detector that detects scattered light in the core is connected to one end of the optical fiber, and the optical fiber is deformed. It was configured to be detectable.
かかる構成の負荷検出機能付ケーブルであれば、光ファイバセンシング技術を利用して、光ファイバが変形したり歪んだりした箇所を検出するようにして、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した箇所を検出することができる。
そして、負荷検出機能付ケーブルに損傷が生じた可能性のある箇所を早期に特定することができるので、その箇所からケーブルの劣化が進行してしまう前に修理や交換を行うことができる。
In the case of a cable with a load detection function having such a configuration, the part where the load is applied to the cable with the load detection function is detected by detecting the part where the optical fiber is deformed or distorted by using the optical fiber sensing technology. Can be detected.
And since the location which may have damaged the cable with a load detection function can be specified at an early stage, it can be repaired or replaced before the deterioration of the cable progresses from that location.
また、望ましくは、
前記光ファイバは、前記導体線と撚り合わされているようにする。
こうすることで、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した際、その負荷が光ファイバに作用し易くなり、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した箇所を検出し易くなる。
Also, preferably
The optical fiber is twisted with the conductor wire.
By doing so, when a load acts on the cable with a load detection function, the load easily acts on the optical fiber, and it becomes easy to detect a location where the load acts on the cable with the load detection function.
また、望ましくは、
前記光ファイバは、前記導体線の周囲に螺旋状に巻き付けられているようにする。
こうすることで、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した際、その負荷が光ファイバに作用し易くなり、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した箇所を検出し易くなる。
Also, preferably
The optical fiber is spirally wound around the conductor wire.
By doing so, when a load acts on the cable with a load detection function, the load easily acts on the optical fiber, and it becomes easy to detect a location where the load acts on the cable with the load detection function.
また、望ましくは、
前記光ファイバおよび前記導体線は、シースで被覆されているようにする。
こうすることで、光ファイバが単純な摩擦などで損傷することを防げるので、負荷検出機能付ケーブルに負荷が作用した箇所の検出を好適に行うことができる。
Also, preferably
The optical fiber and the conductor wire are covered with a sheath.
By doing so, it is possible to prevent the optical fiber from being damaged by simple friction or the like, so that it is possible to suitably detect the location where the load acts on the cable with the load detection function.
本発明によれば、ケーブルに負荷が作用した箇所を検出することができる負荷検出機能付ケーブルが得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cable with a load detection function which can detect the location where the load acted on the cable is obtained.
以下、図面を参照して、本発明に係る負荷検出機能付ケーブルの実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of a cable with a load detection function according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiments described below are given various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
本実施形態の負荷検出機能付ケーブル100は、例えば、図1(a)(b)に示すように、2本の導体線10と、1本の光ファイバ20とを備えており、その導体線10と光ファイバ20は撚り合わされている。導体線10と光ファイバ20が撚り合わされた束は、絶縁材料からなるシース30によって覆われている。
なお、導体線10と光ファイバ20の数は、これに限られず、少なくとも1本の導体線10と、少なくとも1本の光ファイバ20とを備え、導体線10が延在する方向に光ファイバ20が沿わされていればよい。
The
Note that the number of the
導体線10は、複数の素線が撚り合わされた導体11と、導体11を覆う絶縁層12とを備えて構成されている。
なお、2本の導体線10は、素線の数が同じ導体11であっても、素線の数が異なる導体11であってもよい。また、素線の太さ(断面積)が同じ導体11であっても、素線の太さ(断面積)が異なる導体11であってもよい。
The
The two
光ファイバ20は、屈折率が比較的高いコア21と、屈折率が比較的低いクラッド22とを備えて構成されている。
クラッド22は、コア21の周囲を覆うように形成されており、そのクラッド22を覆う被覆膜が設けられていてもよい。
The
The
この負荷検出機能付ケーブル100の光ファイバ20の一端には、光ファイバ20のコア21に対してレーザー光を出射する光源およびコア21内の散乱光を検出する検出器を有する光学装置50が接続されるようになっている(図2参照)。
本実施形態では、光ファイバ20内でフレネル反射した光を検出可能なOTDR(光学的時間領域反射計)が検出器(光検出器)として使用されており、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用し、光ファイバ20に変形(歪み)が生じると、その変形によって散乱光が変化する現象を検知するセンサとして光ファイバ20を利用している。そして、光ファイバ20を利用して検知した光信号を解析することによって、光ファイバ20が変形したり歪んだりした箇所を検出するようにして、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所を検出するように構成されている。
なお、光ファイバ20が導体線10と撚り合わされているので、負荷検出機能付ケーブル10に負荷が作用した際、その負荷が光ファイバ20に作用し易くなっている。
Connected to one end of the
In the present embodiment, an OTDR (optical time domain reflectometer) capable of detecting light reflected by Fresnel in the
In addition, since the
例えば、図2に示すように、負荷検出機能付ケーブル100に強い衝撃などの負荷が作用して光ファイバ20に変形や歪みが生じると、光ファイバ20内でフレネル反射した光を光学装置50が検出する。
そして、光ファイバ20の一端(光学装置50)から光ファイバ20に変形が生じた箇所(負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所)までの距離Lは、例えば、レーザー光の伝搬速度に、レーザー光を出射した時間と反射光を受光した時間との時間差を乗算した値の1/2の値として求めることができる。
こうして、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所に関する距離情報と、フレネル反射光を受光した時間情報を対応付けて、図示しない記憶装置に記憶するとともに、図示しない表示装置に表示するようにすれば、何時、負荷検出機能付ケーブル100の何処に負荷が作用したか、ユーザが把握することが可能になる。
For example, as shown in FIG. 2, when a load such as a strong impact acts on the
The distance L from one end of the optical fiber 20 (optical device 50) to the location where the
Thus, the distance information regarding the location where the load is applied to the
このように、光ファイバセンシング技術を利用して、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所を検出し、その位置をユーザが把握することができれば、負荷検出機能付ケーブル100に損傷が生じた可能性のある箇所を早期に特定することができるので、その箇所からケーブルの劣化が進行してしまう前に修理や交換を行うことができる。
As described above, if the location where the load is applied to the
特に、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所であって、負荷検出機能付ケーブル100に損傷が生じた可能性のある箇所をピンポイントに特定することができるので、ケーブル全体の交換を行うのでなく、その部分的な交換を行うことが可能となって、修繕費を削減することができる。
また、負荷検出機能付ケーブル100に負荷が作用した箇所を点検し、ケーブル(導体線10)に損傷がなければ、直ちに修理や交換を行うことなく、要チェック箇所として登録するなどしておき、ユーザが定期的にその箇所を点検して劣化の進行の有無を確認するようにすればよい。そして、修繕が必要になった際に修理や交換を行うようにすればよい。
In particular, it is possible to pinpoint a location where a load is applied to the
In addition, inspect the place where the load is applied to the
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図3に示すように、漏えい同軸ケーブルに本発明を適用してもよい。
本発明を漏えい同軸ケーブルに適用した負荷検出機能付ケーブル200は、例えば、図3に示すように、管状の内部導体である導体線1と、導体線1の周囲に巻かれた絶縁材料からなる絶縁紐2と、導体線1と絶縁紐2を覆う絶縁材料からなる絶縁チューブ3と、絶縁チューブ3を覆う管状の外部導体4と、外部導体4を覆う絶縁材料からなるシース5と、絶縁チューブ3と外部導体4の間に配されている光ファイバ20等を備えている。
なお、外部導体4にはスロット4aが形成されており、シース5には吊線6が設けられている。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, as shown in FIG. 3, the present invention may be applied to a leaky coaxial cable.
A
The outer conductor 4 is formed with a
この負荷検出機能付ケーブル200の光ファイバ20は、絶縁紐2と絶縁チューブ3を介して導体線1の周囲に螺旋状に巻き付けられている。
このように、光ファイバ20が導体線1の周囲に螺旋状に巻き付けられているので、負荷検出機能付ケーブル10に負荷が作用した際、その負荷が光ファイバ20に作用し易くなっている。
The
As described above, since the
この負荷検出機能付ケーブル200の光ファイバ20の一端に、光ファイバ20のコア21に対してレーザー光を出射する光源およびコア21内の散乱光を検出する検出器を有する光学装置50を接続するようにすれば、上述したように、光ファイバセンシング技術を利用して、光ファイバ20が変形したり歪んだりした箇所を検出するように、負荷検出機能付ケーブル200に負荷が作用した箇所を検出することができる。
なお、負荷検出機能付ケーブル200の光ファイバ20は、絶縁チューブ3と外部導体4の間に配されていることに限らず、他の部材間に配されていてもよい。
An
In addition, the
以上のように、本実施形態の負荷検出機能付ケーブル100,200によれば、ケーブルに負荷が作用した箇所を検出することができる。
As described above, according to the
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The application of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
10 導体線
11 導体
12 絶縁層
20 光ファイバ
21 コア
22 クラッド
30 シース
50 光学装置
100 負荷検出機能付ケーブル
1 導体線
2 絶縁紐
3 絶縁チューブ
4 外部導体
4a スロット
5 シース
6 吊線
200 負荷検出機能付ケーブル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記導体線が延在する方向に沿わせた少なくとも1本の光ファイバと、を備えた負荷検出機能付ケーブルであって、
前記光ファイバの一端に、前記光ファイバのコアに対してレーザー光を出射する光源および前記コア内の散乱光を検出する検出器を有する光学装置が接続されて、前記光ファイバが変形した箇所を検出可能に構成されていることを特徴とする負荷検出機能付ケーブル。 At least one conductor wire;
A cable with a load detection function comprising: at least one optical fiber along a direction in which the conductor wire extends;
An optical device having a light source that emits laser light to the core of the optical fiber and a detector that detects scattered light in the core is connected to one end of the optical fiber, and the optical fiber is deformed. A cable with a load detection function, which is configured to be detectable.
The cable with a load detection function according to claim 1, wherein the optical fiber and the conductor wire are covered with a sheath.
Priority Applications (1)
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JP2016227997A JP2018085248A (en) | 2016-11-24 | 2016-11-24 | Cable with load detection function |
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Cited By (1)
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CN111678421A (en) * | 2020-04-30 | 2020-09-18 | 上海浦江缆索股份有限公司 | Stay cable torsion detection method |
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2016
- 2016-11-24 JP JP2016227997A patent/JP2018085248A/en active Pending
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