光ファイバー(ヘテロコア方式)ひずみゲージ「i-Line® SG」

「i-Line® SG」は、独自のヘテロコア方式を採用した光ストレイン(ひずみ)ゲージです。光ファイバーセンサーの特徴として、長距離・広範囲の遠隔監視に優れ、またセンサー部・伝送部に電気を使用していないため、引火の恐れがない、電磁波の影響を受けない、水回り・屋外での使用が可能などの優位性があります。

さらに、センシングの原理に、コアシステムジャパン独自技術の「ヘテロコア方式」を採用。光ファイバーセンサーの他の方式には無い、低価格・軽量・高耐久性を実現しました。さらに、センサー部が温度依存の極めて小さいため、構造物の機械ひずみ・熱ひずみを正確に検知します。

特徴
  • 構造物の計測ポイントに設置し、機械ひずみ・熱ひずみを計測します。
  • 温度依存の極めて小さい高性能光ファイバーセンサーで、微細な歪の変化を正確に検知します。
  • シンプルな計測システムで、マイクロ歪(100万分の1ほどの変形)まで検出。
  • 強電界、強磁界に強い、防爆、避雷性あり、長寿命

光ファイバーひずみゲージ(ヘテロコア方式)の構成概要

「i-Line® SG」は、機械ひずみ・熱ひずみを正確に検知するヘテロコア方式の光ストレインゲージ、長距離のシングルモード光ファイバー伝送が可能なケーブル、各種通信機能に対応したi-Line®センサー専用コントローラで構成されています。

光ファイバー(ヘテロコア方式)ひずみゲージのシステム構成図
ここがポイント
  1. センサー部・伝送部には電気を一切使わない光ファイバー方式のため、完全防爆かつ耐ノイズであり、極地・屋外・強電磁場環境でも正確にひずみを検知することが可能
  2. コントローラは、LPWA(Sigfox・LoRaなど)、LTE、WiFi、Bluetooth、920MHz帯通信、Ethernet、USBなどの各種通信プロトコルに対応が可能です。例えば、LPWAのSigfoxで通信すれば、バッテリー駆動で2年以上の計測期間を確保することが可能です。

光ファイバーひずみゲージの動作イメージ

機械ひずみ・熱ひずみを測定する光ストレインゲージ「i-Line® SG」の動作イメージをご紹介します。この光ストレインゲージは、計測ポイントに生じるひずみをヘテロコア光ファイバーの曲げに変換することでひずみを光信号として検出します(技術ノートでは詳細の説明やデモ動画をご紹介しています)。例えば、下図(動作例1)のように、振動する金属板に光ストレインゲージを接着固定すると、金属板の振動をモニタリングすることができます(サンプリング周波数は、i-Line®コントローラの仕様により、100Hzまで対応)。

また、日照による熱ひずみを受ける計測ポイントにひずみセンサーを設置すれば、昼夜による熱ひずみの挙動をモニタリングすることが可能です。下図(動作例2)のように、Sigfox通信機能を組み込んだi-Line®コントローラを使えば、その場にいなくとも遠隔で熱ひずみの推移をモニタリングできます。

動作例1) 金属プレート(片持ち梁)の動ひずみ測定
動作例2) 日照による金属ブロックの熱ひずみ測定(Sigfoxによるリモート計測)
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センサーだけじゃありません!インフラ遠隔監視がすぐに可能になるIoTセンサーシステム「i-Line®」

「i-Line」は光ファイバー(ヘテロコア方式)センサーを活用した、遠隔監視システムです。このページでご紹介している変位センサーをはじめとした独自の光ファイバーセンサーに加え、各通信規格に対応可能な制御コントローラーデータがすぐに確認できるウェブアプリケーションのご提供することで、お客様の現場ですぐに、導入試験・運用検討が行えるようになっています。

インフラ遠隔監視用光ファイバーセンサーIoTシステム「iLine」説明図