【流　通】鹿島と島根大学　産学連携により光ファイバセンシングの計測器を開発

鹿島建設（以下　鹿島）と島根大学は、インフラ構造物に生じるわずかな変状を捉えられる高精度な光ファイバセンシング技術の普及と展開を目的に、新たな計測器「ＳｅｎｓＲａｙ（ＴＭ）」（センスレイ　※）を開発した。ＳｅｎｓＲａｙは従来製品に比べて廉価でありながら、０．２秒間隔で動的にひずみを計測できる高性能化を実現した。

両者は今後も、産学連携の取組みを通して、共同研究を継続し、インフラ構造物の長寿命化・維持管理の効率化に寄与する。

インフラ構造物の内部や地盤に生じる変状を、網羅的に把握可能な光ファイバセンシング技術は、道路や河川などのインフラ構造物の状態を、長期間、常時、遠隔から確認することができる。そのため老朽化、人手不足、増大する自然災害等の課題が山積する日本のインフラの維持管理を変えていく突破口であると考えられる。また道路に適用することで、自動運転への活用など、その多機能性によりインフラ構造物そのものの付加価値向上にも期待できる。

鹿島は近年、自社が施工する構造物において、施工時の安全や品質の確保、さらには供用後の構造物の維持管理に光ファイバセンシングの適用拡大を進めている。一方、さらなる展開を図るためには計測器（光ファイバセンサに接続して光を分析する装置）の導入コストが課題だった。そこで独自の光ファイバセンシング技術（位相雑音補償　ＯＦＤＲ）を考案した島根大学伊藤教授と共同研究を開始し、高性能かつ廉価な計測器の開発に着手した。

ＳｅｎｓＲａｙは、仕様をインフラ分野向けに最適化することで、従来の１／３程度の廉価化を実現した。特殊な光ファイバではなく、汎用な光ファイバを用いて、小さなひずみ（１μ：ひずみゲージと同等）から大きなひずみ（約４０００μ：鉄筋の降伏ひずみの２倍程度）まで、延長１　ｋｍにわたるひずみの分布状態を最速１５０Ｈｚで高速に計測でき、高精度で安定したひずみ計測結果を得られる。

実際に橋の主桁下端面に光ファイバセンサを敷設し、大型車両走行中のひずみ応答を「ＳｅｎｓＲａｙ」で計測しました。その結果、０．２秒間隔で動的にひずみが変化する様子を桁全体にわたって捉えることができ、車両の位置ごとに変化するひずみ応答を高速で計測する「動的計測」が可能であることが確認された。　

こうした特長から、インフラ分野だけでなく、機械や航空機分野での活用についても期待できる。

※　鹿島の革新的光ファイバセンシング技術、レイリー散乱を用いた計測""Ｓｅｎｓｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ""から作った造語

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