光ファイバーによる高精度な温度測定技術がインフラ診断を変える

光ファイバーによる高精度温度測定技術

光ファイバーセンシング技術の進化が、インフラ診断の最前線で注目を集めています。芝浦工業大学の李ひよん准教授と横浜国立大学の水野洋輔准教授を中心とする研究チームは、光ファイバーを利用した温度測定技術において、世界最高の高精度な空間分解能6mmを達成しました。この技術は、老朽化した橋梁やトンネルの状態を的確に診断するための新たな手段となることが期待されています。

1. 画期的な成果の背景と意義

従来、インフラ設備の健全性評価には多くの人手がかかり、即時性にも欠けていました。しかし、これに比べ、光ファイバーセンシング技術は長距離に渡る温度やひずみの変化を連続的にモニタリングできることから、優れた診断手法として確立されつつあります。

特に、今回達成された空間分解能6mmは、これまで「限界」とされていた条件下の測定信号の乱れを克服した結果で実現しました。この技術を使うことで、より細かい温度変化を捉えることができ、従来の手法では認識できなかった微小な変化も視覚化できるようになりました。

2. 研究の具体的内容

本研究チームは、「ブリルアン光相関領域反射計(BOCDR)」を用いた測定方法により、光ファイバーに沿ったひずみと温度分布の測定を行いました。新たな信号処理手法を導入し、これが成功の鍵となりました。この手法は、ブリルアン散乱という影響を受けやすい条件をより詳細に解析し、変調周波数を高くすることで得られた情報の信号を安定させることに寄与しました。

特筆すべきは、1cm未満、具体的には7mm区間での温度変化を分布として検出することに成功した点です。このような高精度測定が可能になったことで、温度分布の把握が容易になります。