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トンネルの連続安全監視

Tunnel Monitoring with Optical Sensor Technology

Tunnels are at the core of our infrastructure. They are found in large cities, mountains and even underwater. They provide connections and shorten distances. But how safe are they?

Today, modern monitoring systems allow reliable condition monitoring of tunnels using fiber Bragg technology.

Mechanical deformations in a tunnel can present a significant safety hazard particularly during construction work on the tunnel itself or in its immediate surroundings. It is essential to quickly check the stability and reliability of the structure.

When choosing the sensor technology to be used for tunnel monitoring it is necessary to consider the following challenges:

  • Will the sensors be able to reliably provide the required signal throughout the intended time – both in the short term and in the long term?
  • Long cables are usually used in tunnels. Can you, therefore, guarantee the quality of the measurement signal even over long distances?
  • Can the monitoring system be installed, without affecting traffic in the tunnel?
  • And, of course, the fundamental question: what measurement quantities and underlying models are suitable, for example, to trigger an alarm in the event of a problem?

For all the above, optical sensor technology, based on fiber Bragg technology, has developed into a powerful alternative to conventional monitoring systems.

ファイバーブラッググレーティング技術：最適なソリューション

ファイバーブラッグセンサーは、光で歪みなどの物理量を測定するセンサーです。 この技術は、優れた長期安定性に加えて、測定値の品質をほとんど損なうことなく、長距離伝送を可能にするというもう一つの大きな利点を備えています。さらに、1本の光導波路に複数のファイバブラッグセンサを搭載できるため、モニタリングシステムの設置に必要な労力を最小限に抑えることができます。特に、何キロもあるトンネルを監視する場合には、この点が非常に重要です。 さらに、トンネルの通常運行時に、交通を妨げることなく計測を行うことが可能です。

HBKは、トンネルモニタリングにファイバーブラッグセンサーを使用するメリットを最大限に活かすことができる、トンネルモニタリングソリューションを提供しています。

システム構成要素

トンネル監視システムを完成させるためには、次のような構成要素を考慮する必要があります：

  1. トンネルの覆工に設置された、ひずみや温度を測定するセンサー。センサーは、金属製の架台に溶接したり、コンクリートの壁に埋め込んだり、表面に接着したりすることができます。この「センサーリング」は、異なるトンネル区間に設置することができ、互いに光ファイバーケーブルで接続されています。

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  1. 光信号を処理するためのインテロゲータ

     

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  1. 測定データを処理するためのソフトウェア

     

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トンネルにおけるファイバーブラッグセンサーの使用メリット

光ファイバー計測システムは、長期的なモニタリングと短い計測サイクルの両方に適しています。ロシオトンネルやサンパウロ地下鉄のトンネルでは、測定点間の収束を推定するためにMEMCOT法（詳細はアプリケーションノートを参照）が使用されましたが、このシステムは通常の運用でも使用できます。

HBKの計測システムは、連続使用に耐える信頼性の高いソリューションです。つまり、測定データを確実かつ長期的に取得する「だけ」ではなく、トンネルの形状が大きく変化した場合に自動アラームを設定することができるのです。 既製品でシステムを構築することも、カスタムシステムチームのサポートにより、お客様のニーズに合わせて調整することも可能です。お問い合わせください。­­

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記事全文を読む

詳しくは、アプリケーションノートをご覧ください：ひずみ・収束測定用光モニタリングシステム (PDF).

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