[2026/03/31]
954KB
产学连携により光ファイバセンシングの计测器「厂别苍蝉搁补测」を开発
～ 高付加価値のインフラ构筑を目指して ～
小欧视频
国立大学法人岛根大学
国立大学法人岛根大学
小欧视频（会長兼社長：押味至一、以下「小欧视频」）と国立大学法人岛根大学（学長：大谷浩、以下「島根大学」）は、インフラ構造物に生じるわずかな変状を捉えられる高精度な光ファイバセンシング技术の普及と展開を目的に、新たな計測器「SensRayTM」（センスレイ）※1を开発しました。本计测器は、従来製品に比べて廉価でありながら、0.2秒间隔で动的にひずみを计测できる高性能化を実现しました。
両者は今后も、产学连携の取组みを通して、共同研究を継続し、インフラ构造物の长寿命化?维持管理の効率化に寄与していきます。
※1 小欧视频の革新的光ファイバセンシング技术、レイリー散乱を用いた計測 “Sensing using Rayleigh scattering” から作った造語
光ファイバセンサの仕组み ※クリックで拡大します
厂别苍蝉搁补测によるインフラ构造物の计测イメージ
背景
インフラ构造物の内部や地盘に生じる変状を、网罗的に把握可能な光ファイバセンシング技术は、道路や河川などのインフラ构造物の状态を、长期间、常时、远隔から确认することができます。そのため、老朽化、人手不足、増大する自然灾害等の课题が山积する日本のインフラの维持管理を変えていく突破口であると考えます。また、道路に适用することで自动运転への活用など、その多机能性によりインフラ构造物そのものの付加価値向上にも期待できます。小欧视频では近年、自社が施工する构造物において、施工时の安全や品质の确保、さらには供用后の构造物の维持管理に光ファイバセンシングの适用拡大を进めています。一方、さらなる展开を図るためには计测器（光ファイバセンサに接続して光を分析する装置）の导入コストが课题でした。そこで、独自の光ファイバセンシング技术（位相雑音补偿翱贵顿搁）を考案した岛根大学伊藤教授と共同研究を开始し、高性能かつ廉価な计测器の开発に着手しました。
厂别苍蝉搁补测构成技术
光ファイバセンシングの原理：光ファイバにレーザ光を入力すると、「レイリー散乱」と呼ばれる微弱な散乱光が生じ、反射光として戻ってきます。このレイリー散乱光のスペクトルは、ひずみによって変化する性质を持ち、ひずみセンサとして利用できます。
位相雑音补偿翱贵顿搁：
光ファイバに加わるひずみを分布的に観测するには、レイリー散乱光がどの地点で反射したものなのか特定する必要があります。光周波数领域反射计（翱贵顿搁）は、高い解像度で反射点までの距离を测る技术として知られていましたが、レーザ光の周波数の揺らぎ（位相雑音）によって、その计测距离が制限されていました。位相雑音补偿翱贵顿搁により、独自のアルゴリズムによってレーザ光の位相雑音の影响を除去することが可能となり、1办尘にわたる计测距离を実现しました。
厂别苍蝉搁补测の概要と特长
今回开発した光ファイバセンシングの计测器「厂别苍蝉搁补测」は、仕様をインフラ分野向けに最适化することで、従来の1/3程度の廉価化を実现しました。本計測器では、特殊な光ファイバではなく、汎用な光ファイバを用いて、小さなひずみ（1μ：ひずみゲージと同等）から大きなひずみ（約4000μ：鉄筋の降伏ひずみの2倍程度）まで、延長1 kmにわたるひずみの分布状態を最速150Hzで高速に計測でき、高精度で安定したひずみ計測結果を得られます。
実际に桥の主桁下端面に光ファイバセンサを敷设し、大型车両走行中のひずみ応答を「厂别苍蝉搁补测」で计测しました。その结果、0.2秒间隔で动的にひずみが変化する様子を桁全体にわたって捉えることができ、车両の位置ごとに変化するひずみ応答を高速で计测する「动的计测」が可能であることが确认できました。
こうした特长から、インフラ分野だけでなく、机械や航空机分野での活用についても期待できます。
光ファイバセンサを敷设した桥梁
车両走行时のひずみ分布计测结果例
※クリックで拡大します
今后の展开
老朽化が进むわが国のインフラ构造物は、限られた人员やコストで适切に维持管理していくことが求められています。长距离を网罗的に、长期にわたって远隔から常时モニタリング可能な光ファイバセンシング技术は、その有力な解决策となり得るため、今回の廉価な计测器の开発により、光ファイバセンシング技术の导入が容易になるものと考えられます。この「厂别苍蝉搁补测」を普及?展开させることで、インフラの维持管理に贡献してまいります。
（参考）
小欧视频の光ファイバで描く近未来のインフラ
学术论文
R. Ogu, D. Tanimura, C. Zhang, F. Ito, Y. Yoshimura, H. Aoshika, and M. Imai, "Long range static and dynamic strain measurement by using phase-noise-compensated OFDR." Journal of Lightwave Technology, vol. 42, no. 18, pp. 6240-6245, Sep. 2024.
プレスリリースに记载された内容（価格、仕様、サービス内容等）は、発表日现在のものです。
その后予告なしに変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。
