本发明专利技术提供了可以敷设或埋设于多种结构物，并且对多个方向强度都高的带状光缆。该带状光缆为，用固化树脂（１２）使纤维材料（１１）固化而形成带状材料（１３），同时在该带状材料（１３）中埋入光纤（１４）而形成的带状光缆（１０），其中，光纤（１４）被披覆材料（１５）覆盖，使用双向纤维材料作为纤维材料（１１），将光纤（１４）埋设成为，使该双向纤维材料的纤维方向的一方（１１ａ）与光纤长度方向平行，另一方（１１ｂ）与光纤长度方向垂直。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于光纤传感器等的带状光缆，该光纤传感器被敷设于结构物中用于计测应变或温度等。
技术介绍
为了计测结构物的温度或应变等，有敷设在结构物中作为光纤传感器的带状光缆(例如，参考非专利文献1、2)。如图10所示，带状光缆70是，使热塑性树脂72中含有单向玻璃纤维71而形成带状材料73，并在带状材料73内埋入了披覆光纤76。披覆光纤76是光纤74被聚酰亚胺等披覆材料75包覆而成。带状光缆70的尺寸例如可以是，宽13mm，厚0.2mm，光纤74的直径125μm，披覆光纤76的直径145μm。带状光缆70是通过固定在结构物表面或埋入结构物内而敷设的，目的是计测施加于结构物本身的应变。为此，带状材料73所使用的是耐热性优良的热塑性树脂72和玻璃纤维71，以便可以计测工厂等高温环境下的应变。带状材料73是，将热塑性树脂加热到规定温度使其软化后，降低温度而成形的。通常，通信用光纤是用UV固化型丙烯酸系树脂的披覆材料涂覆，因此耐热性低，耐热温度为100℃以下。因此，对带状光缆70来说，作为传感器用耐热披覆材料，适宜使用耐热温度约300℃的聚酰亚胺披覆。带状光缆70，被用作光纤传感器的感应部分，通过检测在光纤内传播的光的反射光(后方散射光)，可以对测定对象的变化进行测定。图11是表示光纤的后方散射光的光谱的图。如图11所示，例如，产生中心波长λ0的瑞利(レ一リ一)散射光RL的话，在λ0的长波长侧和短波长侧产生布里渊(ブリルアン)散射光Bs、Ba，在短波长布里渊散射光Ba的更短波长侧和长波长布里渊散射光Bs的更长波长侧，分别产生拉曼(ラマン)散射光RMa、RMs。其中，在中心波长的长波长侧的拉曼散射光RMs称为斯托克斯(スト一クス)光，短波长侧的拉曼散射光RMa称为反斯托克斯(アンチスト一クス)光。使用光纤作为应变计测用传感器时，测定布里渊散射光Bs的波长位移量，由该测定值求出应变。使用光纤作为温度计测用传感器时，由拉曼散射光的斯托克斯光RMs和反斯托克斯光RMa的比求出温度。其中，作为本专利技术的带状光缆的在先技术文献信息如下。特开2002-70015号公报B.Glisic，D.Inaudi，“Sensing tape for easy integration ofoptical fiber sensors in composite structures”SPIE，International Symposium onSmart Structures and Materials，2nd-6th，March，2003B.Glisic，D.Inaudi，“Integration of long-gage fiber-opticsensor into a fiber-reinforced composite sensing tape”16thInternationalConference on Optical Fiber Sensors，Nara，Japan，13th-17thOctober 200
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，以往的带状光缆存在以下问题。(1)带状光缆所要求的刚性(带刚性)根据作为敷设对象的结构物而有所不同。例如，根据可挠性敷设的情况或埋设于结构物内的情况等，根据设置带状光缆的环境来决定所需要的带刚性。由带状材料73的厚度决定带刚性。进一步，由披覆光纤76的外径，玻璃纤维71的厚度及热塑性树脂72的厚度，决定带状材料73的厚度。以往的带状光缆70，带厚度为0.2mm左右，披覆光纤外径为145μm，由于相对于带厚度的披覆光纤外径过大，因此很难使带状光缆70的厚度为0.2mm以下。因此，被敷设的带状光缆70的厚度受到敷设对象结构物的形状等的限制等，由于敷设环境，以往的带状光缆70可能存在敷设困难。例如，在用碳纤维增强塑料层压板(1层的厚度约0.13mm)制造的燃料罐或飞机等的结构物中，埋入带状光缆时，由于埋入可能引起该结构物强度的恶化，因此，碳增强塑料层压板的1层厚度0.13mm以下的带厚度是适宜的。(2)一般地，玻璃纤维的拉伸强度强，但剪切强度弱。以往的带状光缆70，由于使用单向玻璃纤维，因此光纤长度方向的强度强，但与光纤垂直方向的强度弱。敷设带状光缆70时，适于根据带刚性向单方向(直线状)敷设，但是将带状光缆70弯曲敷设时，带状光缆70的横端侧产生力，很难向要弯曲处敷设。(3)以往的带状光缆70中，适用一般的通信用光纤。通信用光纤，在不发生宏观挠曲(弯曲)或微小挠曲的状态下的光传播的损失低，适于长距离传播。但是，带状光缆70中，因为光纤74埋设在带状材料73内，即光纤74设置于玻璃纤维间，所以根据在光纤长度方向上分布的微小的弯曲或者热塑性树脂在低温收缩时施加于光纤上的压缩应变，而发生微小挠曲。因此，以往的带状光缆70，由于宏观挠曲或微小挠曲而发生的光传播的损失大，很难进行长距离的应变计测。(4)使用带状光缆70的计测方法中，利用波长位移量随施加于光纤74上的应变而变化的布里渊散射光，对敷设了带状光缆70的敷设对象物的应变进行计测，计测敷设对象物的温度时，利用强度比随温度而变化的拉曼散射光。但是，由于形成带状，光纤74中分布性地发生挠曲损失，因此难以区别温度引起的光量变化和挠曲损失引起的光量变化，很难分布性地计测温度。因此，本专利技术的目的是，解决上述问题，提供可以敷设或埋设于多种结构物，并且对多个方向的强度都高的带状光缆。另外，本专利技术的另一个目的是，可以减少弯曲或微小挠曲引起的损失，对应变或温度等进行高精度计测的带状光缆。解决问题的方案为了达到上述目的，权利要求1的专利技术为带状光缆，其为，用固化树脂使纤维材料固化而形成带状材料的同时在该带状材料中埋入光纤而形成的带状光缆，其特征是，光纤被披覆材料覆盖，使用双向纤维材料作为纤维材料，将光纤埋设成，使该双向纤维材料的纤维方向的一方与光纤长度方向平行，另一方与光纤长度方向垂直。权利要求2的专利技术为，根据权利要求1所述的带状光缆，其中，使带状光缆的厚度为46～225μm。权利要求3的专利技术为，根据权利要求1或2所述的带状光缆，其中，光纤为包覆层中有多个空孔的多孔光纤或光子晶体光纤。权利要求4的专利技术为，根据权利要求1或2所述的带状光缆，其中，光纤的相对折射率差为0.6～3.0％。权利要求5的专利技术为，根据权利要求1至4的任一项所述的带状光缆，其中，披覆材料是由聚酰亚胺树脂形成的。权利要求6的专利技术为，根据权利要求1至5的任一项所述的带状光缆，其中，纤维材料是使用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维或PBO(聚对亚苯基苯并二噁唑)纤维中的至少一种。权利要求7的专利技术为，根据权利要求1至6的任一项所述的带状光缆，其中，固化树脂是不饱和聚乙烯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂或聚丁烯树脂中的至少一种。权利要求8的专利技术为，根据权利要求1至7的任一项所述的带状光缆，其中，带状材料的侧部形成有缺口。权利要求9的专利技术为，根据权利要求1至8的任一项所述的带状光缆，其中，光纤中形成有光纤布拉格光栅。权利要求10的专利技术为，根据权利要求1至9的任一项所述的带状光缆，其中，将光纤的前端从带状材料中剥出，在该前端部设置了保护光纤的保护材料。专利技术效果本专利技术可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
带状光缆，其为在用固化树脂对纤维材料进行固化而形成带状材料的同时在该带状材料中埋入光纤而形成的带状光缆，其特征在于，所述光纤被披覆材料所覆盖，作为所述纤维材料使用双向纤维材料，将光纤埋设成为使双向纤维材料的纤维方向的一方与光纤长度方向平行，另一方与光纤长度方向垂直。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小岛正嗣，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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