Fiber Bragg Grating Sensor

光ファイバセンサOptical fiber sensor

圧 力圧 力圧 力Pressure

加速度加速度加速度Acceleration

温 度温 度温 度Temperature

歪み歪み歪みstrain

さまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBGセンサFBG sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parameters

Fiber Bragg Grating Sensor

λ1湿度

λ2多軸歪

λ3圧力

λ4温度

λ5多軸歪

λ6圧力

λ7X 軸歪

λ8Y 軸歪FBG（1） FBG（2） FBG（3）

λ3

λ2 λ1

λ

入射光

透過光

透過光は測定に用いません

FBG（1）によって反射された光 反射波長λ1、λ2、λ3の変化を測定することで歪量を計測するFBG（3）によって反射された光

FBG（2）によって反射された光

反射光 サーキュレーター

歪（1） 歪（2） 歪（3）

The amount of strain is measured by measuring the changes of the reflected wave lengths λ1, λ2, and λ3.

Incident light

Reflected lightCirculator

Transmitted light

The transmitted light is not used for measurement

Humidity Multi-axisstrain

Force Temperature

Multi-axisstrain

Light reflected by FBG (1), (2) and (3)

Force X-axisstrain

Y-axisstrain

Strain (1) Strain (2) Strain (3)

●1 本のファイバに複数のグレーティングを設け、独立して計測することが可能

●さらに複数のファイバーを１つのシステムに並列接続することが可能

- Several sensor elements can be installed in one fiber and independent measurement performed for each. - Moreover, several fibers can be connected in parallel in one system.

概要 Outline

測定原理 Measurement Principle

特長 Features

光ファイバにセンサ部となるグレーティング（回折格子）を形成し、そのグレーティングから反射される光の波長変化を物理量の変化として捉えるセンサです。These sensors form a grating, which acts as the sensor unit, on optical fibers. Wavelength changes in light reflected off the grating are picked up by these sensors as changes in physical parameters.

本質安全防爆性能Intrinsic safety explosion-proof performance

・光を使うのでセンサに給電不要・発火の恐れがない

• Since light is used instead of electricity, there is no need to supply electricity to the sensor

• No fire hazard risk

長距離伝送Long-distance transmission

・伝送距離　数kmから数十km • Transmission distance: From several km to several tens of km

多点計測Multi-point measurement

・一本の光ファイバに複数のセンサ素子を形成可能・それぞれのセンサを独立して計測することが可能・並列接続が可能

• Several sensor elements can be installed in one optical fiber• Each sensor can perform measurement independently• The sensors can be connected in parallel

耐ノイズ性・安定性Noise resistance and stability

・光なので電磁波や落雷の影響を受けない・石英ガラスでできているため耐候性に優れる

• Since light is used, the sensor is not affected by electromagnetic waves or lightning

• Since the sensor is made of quartz glass, it provides excellent weather resistance

さまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBG*センサさまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBG*センサさまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBG*センサFBG* sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parametersFBG* sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parametersFBG* sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parameters

*FBG : Fiber Bragg Grating

複合材の検査Testing of Composite Materials

工業計測Industrial Instrumentation

アプリケーション事例 Application Examples

高電圧下の評価試験 Evaluation Testing in High-Voltage Conditions

工業計測Industrial Instrumentation

温度、圧力、湿度測定Temperature, pressure

and humidity measurement

ヘルスモニタリングStructural Health Monitoring

大規模構造物や航空機のモニタリングと診断

Monitoring and diagnosis of large-scale structures and aircraft

複合材の検査Testing of Composite Materials

構造解析、非破壊検査Structural analysis and non-destructive testing

災害の検知Detection of Disasters

土圧、水位、土石流などの監視Monitoring of earth pressure, water levels,

debris flows and so forth

幅広い分野での応用利用が可能なFBGセンサは次世代の検査・診断システムとして注目を集めています。The FBG sensor can be used in a wide range of fields, and is currently attracting attention as a next-generation inspection and diagnostic system.

さまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBG*センサFBG* sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parameters

高圧水素タンクの歪み測定 Strain measurement of a high-pressure hydrogen tank

FBGセンサを使用した計測では、従来の電気式歪み計測とは異なり、水素ガスなど危険物の測定でも、爆発を防ぐための保護装置を一切必要とせず安全に計測を行うことが出来ます。By using an FBG sensor, safe measurement can be performed without any protective equipment in dangerous materials, such as hydrogen gases.

※パソコンの解析画面です。*Analysis screens on PC.

高圧タンクにFBGセンサを貼付け、圧力分布を測定し非破壊検査を行うThe FBG sensor is affixed to a high-pressure hydrogen tank and pressure distribution

measurement and non-destructive testing are performed.

応力分布の測定※ Measurement of stress distribution

協力：Cooperation provided by Railway Technical Research Institute

高電圧下において、歪・温度計測が可能となります。FBG sensors allow the measurement of strain and temperature in high-voltage conditions.

鉄道車両部材の温度、歪計測の例 Example of temperature & strain measurement for train car membersパンタグラフの歪解析例 Example of strain analysis for pantograph

Fiber Bragg Grating Sensor

さまざまなパラメータ測定を可能にする光ファイバを用いたFBG*センサFBG* sensors that use optical fibers to enable the measurement of a variety of parameters

災害の検知Detection of Disasters

ヘルスモニタリングStructural Health Monitoring橋脚の健全度診断（IMPACT Ⅳ＊）Soundness Diagnosis for Bridge Pier (IMPACT Ⅳ*)

鉄道では、橋梁下部工の健全度診断法として「衝撃振動試験」が活用されています。そのサポートシステムとして「IMPACTⅣ」がご利用頂けます。「小型起振器」を用いることで、土留めへの適用拡大を図れます。For railroads, impact oscillation testing is used as a means of diagnosing the soundness of a bridge’s substructure. IMPACT Ⅳ is offered as a support system for such testing, and can be expanded upon for use in earth retaining with the use of a small exciter.

＊IMPACTⅣは（公財）鉄道総合技術研究所殿の販売製品です。　*IMPACT Ⅳ is a product distributed by the Railway Technical Research Institute.

読み取り装置Reader

小型起振器Small exciter

橋脚模式図Schematic view of bridge pier

小型起振器Small exciter

FBG加速度センサFBG acceleration sensor

周波数スイープ機能内蔵小型電力増幅器Small power amplifier containing frequency sweep function

信号Signal

橋脚の固有振動の変化を検出することで、健全度を診断し洗堀被害の早期発見を可能にします。By detecting changes in the natural oscillation of a bridge pier, this system can diagnose soundness and detect scouring damage at an early stage.

橋脚の洗掘被害 Scouring damage to bridge pier

協力：Cooperation provided by Railway Technical Research Institute

データ収録ソフトData Acquisition Software■ 衝撃振動試験 Impact Oscillation Testing

解析結果Analysis Results

振動試験、SWEEP試験を選択可能Allows choice between oscillation testing or sweep testing

インパクトⅠ、インパクトⅢ、加速度計（有線）、加速度計（光ファイバ）、を選択可能Choose from:Impact ⅠImpact ⅢAccelerometer (wired)Accelerometer (optical fiber)

光ファイバ加速度計Optical fiber accelerometer

※本製品は、公益財団法人 鉄道総合技術研究所より販売されます。*This product is distributed by the Railway Technical Research Institute.

ヘルスモニタリングStructural Health Monitoring

ヘルスモニタリングStructural Health Monitoring

Fiber Bragg Grating Sensor

圧力

加速度温度

歪み

アプリケーション事例 Application Examples

構造物のモニタリング用途 Use in structural monitoring

変動推移の計測 Measurement of Progression in Changes

FBG加速度計FBG Accelerometer

FBG変位計FBG Displacement Gauge

FBG傾斜計FBG Clinometer

■ 各種計測用センサ Various Measurement Sensors

平面図Plan View 加速度計

Accelerometer

変位計Displacement Gauge

傾斜計Clinometer

変位計Displacement Gauge 傾斜計

Clinometer

加速度計 Accelerometer

断面図Cross-sectional View

■ 橋梁設置位置例 Bridge Installation Positioning Example

橋梁へ診断用センサを設置・計測することにより、橋の健全度評価が行えます。The installation of a diagnostic sensor on a bridge for measurement purposes allows the soundness of that bridge to be evaluated.

道路建設時の地盤沈下度モニタリングが行なえます。FGB sensors enable the monitoring of ground subsidence during road construction.

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

測定時間（１目盛 48 時間）Time Measured (1 graduation=48 hrs)

変位No.1Displacement No.1

変位No.2Displacement No.2

変位[mm]

Dis

plac

emen

t (m

m)

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

測定時間（１目盛 48時間）Time Measured (1 graduation=48 hrs)

傾斜No.1Incline No.1

傾斜No.2Incline No.2

傾斜No.3Incline No.3

傾斜No.4Incline No.4

傾斜角度[deg]

An

gle

of

Incl

ine

(deg

)

傾斜角度計測データ（5ヶ月）Measurement data for angle of incline (5 mths)

変位計測データ（5ヶ月）Measurement data for displacement (5 mths)

変位計Displacement gauge

光ファイバ傾斜計Optical fiber clinometer

■ バイパス工事における函渠施工管理（変位、傾斜） Drain Construction Management (for Displacement/Inclines) during Bypass Construction

’11年11月制作／PRINTED IN JAPAN 2000A（SA）

本社 ／ 〒143-8544 東京都大田区東馬込１－30－４　代表TEL 03（3776）5311　FAX 03（3776）5320HEAD OFFICE / 1-30-4,HIGASHIMAGOME,OHTA-KU,TOKYO JAPAN 143ー8544

このカタログの記載事項は予告なく変更する場合がありますのでご了承ください。／The contents in the catalogue are subject to change without notice.

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ホームページ URL ： http://www.naganokeiki.co.jp/

代理店

●お問合せは下記フリーダイヤルをご利用ください。

　コールセンター／　 0120-10-8790

圧力

加速度温度

歪み

光ファイバセンサ歪測定装置 PFシリーズFBG Sensor Read Out Systems PF series

高速サンプリングHigh-speed sampling

拡　張　性Expandability

接続できるセンサ入力は、PFシリーズでは最大4チャネルまで拡張できます。(1チャンネルに測定範囲1000μεのセンサ素子を最大30点直列に接続することもできます)With the PF series, sensor inputs can be connected to up to four channels. (Additionally, up to 30 sensor elements with a measurement range of 1,000με can be connected serially to one channel.)

操　作　性Operability

外部にコンピュータを接続しなくても、前面の操作パネルと液晶パネル（8.4インチ）で、全ての操作を行えます。また、LAN接続により外部コントロールが可能です。Easy operation by front control panel with 8.4-inch wide display external LAN control is available.

1～２軸の光ファイバーグレーティングセンサ素子を高速でサンプリングできます。The optical fiber grating sensor element of one axis or two axes can be sampled at high speed.

OSA（光スペクトラム解析）モードOSA (optical spectrum analysis) mode

データ・ロギングモードData logging mode

各センサ素子の反射光の波長－光強度のスペクトラム解析を行うことができます。Spectrum analysis, which examines the intensity of light as a function of wavelength, can be performed on the light reflected from each sensor element.

各センサ素子の出力を、歪、温度などの物理量に変換し、長時間にわたりデータを記録することができます。The output of each sensor element is converted into physical parameters as strain and temperature, and data can be recorded over a long period of time.

■ 特長 Features

■ 機能 Functions

項　目 内　容 Item Content

測定可能なセンサ Available sensor element type 1軸及び2軸センサ One-axis and two-axis sensors

最大センサ素子数（１CHあたり） 30（測定範囲1000με場合）Maximum number of sensor elements (per channel) 30 (In the case of the 1000µε measurement range)

波長帯域 Wavelength band 1530～1560nm 1530 to 1560 nm

波長測定確度 Wavelength measurement precision ±10pm ±10 pm

波長測定再現性 Wavelength measurement repeatability ±5pm ±5 pm

測定パワーレンジ Measurement power ranges 10～－23dBm 10 to -23 dBm

レーザー出力 Laser output power 10mW 10 mW

使用温度範囲 Operating temperature range 0～50℃ 0 to 50°C

電源 Power source AC100V（50/60Hz） 100 VAC (50/60 Hz)

■ 仕様 Specification

PFシリーズPF series

測定画面Measurement screen