JP4565093B2 - Movable FBG ultrasonic sensor - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバセンサを用いたひずみ計測、および超音波・AE検出装置の技術分野に関するものであり、特に、FBGをセンサとする超音波計測装置を用いて超音波を検出する際に、被検体の表面を移動させて、高い感度で超音波を検出するための可動式FBG超音波センサに関するものである。   The present invention relates to the technical field of strain measurement using an optical fiber sensor and an ultrasonic / AE detection device, and in particular, when detecting an ultrasonic wave using an ultrasonic measurement device using an FBG as a sensor, The present invention relates to a movable FBG ultrasonic sensor for detecting an ultrasonic wave with high sensitivity by moving the surface of a subject.

近年、構造物の信頼性を向上させることを目的に健全性評価装置を構築することが期待されている。構造物の健全性を評価する際、ひずみ計測とき裂などの欠陥を検出することは非常に重要である。これまでひずみは金属の変形に伴う電気抵抗変化を利用した抵抗式ひずみゲージを用いて計測されることが多かった。またき裂などの欠陥を検出する手法としては欠陥発生に伴う弾性波放出(AE)の検出と超音波を利用した非破壊検査が行われている。   In recent years, it is expected to construct a soundness evaluation apparatus for the purpose of improving the reliability of a structure. When evaluating the soundness of a structure, it is very important to detect defects such as cracks and cracks. In the past, strain was often measured using a resistance strain gauge that utilizes the change in electrical resistance associated with metal deformation. As a technique for detecting defects such as cracks, detection of elastic wave emission (AE) accompanying the occurrence of defects and nondestructive inspection using ultrasonic waves are performed.

例えば、橋梁、輸送機、建築物などの構造物におけるひずみ評価、上記構造物の破壊発生に伴う弾性波放出(AE)検出、上記構造物への超音波を利用した非破壊検査、ひずみ、超音波・AE計測を組み合わせた構造物の健全性評価モニタリング装置に適用することができる。   For example, strain evaluation in structures such as bridges, transportation equipment, buildings, detection of elastic wave emission (AE) accompanying the occurrence of destruction of the structure, non-destructive inspection using ultrasonic waves on the structure, strain, super The present invention can be applied to a soundness evaluation monitoring apparatus for a structure that combines sound waves and AE measurement.

超音波を利用した構造体の非破壊検査では、き裂の存在は超音波の伝搬特性に影響を与えることを利用して、被検査体に超音波を伝搬させ、その応答波形の特徴から欠陥の有無を検査するものである。その際、超音波の検出感度が高いほど、欠陥検出能が高くなる。このため、超音波検出感度の高いセンサの開発が望まれている。   In non-destructive inspection of structures using ultrasonic waves, the existence of cracks affects the propagation characteristics of ultrasonic waves. This is to check for the presence or absence. At that time, the higher the ultrasonic wave detection sensitivity, the higher the defect detection capability. For this reason, development of a sensor with high ultrasonic detection sensitivity is desired.

これまでAEの検出センサ、および超音波を用いた非破壊検査における超音波検出センサには圧電素子センサが利用されてきた。しかし圧電素子センサの場合、電気式センサであることから電磁波障害の影響を受けることや一個のセンサにつき、一本のケーブルを必要とすることから配線が複雑になるなど実用化において問題があった。   So far, piezoelectric element sensors have been used as AE detection sensors and ultrasonic detection sensors in nondestructive inspection using ultrasonic waves. However, in the case of a piezoelectric element sensor, there are problems in practical use such as being affected by electromagnetic interference because it is an electric sensor, and requiring one cable for each sensor, resulting in complicated wiring. .

近年、圧電素子のこれらの欠点を改善することができる光ファイバセンサの一種であるFBGセンサによる超音波検出が注目されている。FBG(ファイバ・ブラッグ・グレーティング)を構造体の健全性評価におけるひずみ、および超音波・AE検出用センサとして利用することが期待されている。FBG超音波センサは電磁波障害を受けないことや、一本の光ファイバに複数のセンサと取り付けることが可能なことなどの特長があり、実用化において多くの利点を有する。   In recent years, attention has been focused on ultrasonic detection using an FBG sensor which is a kind of optical fiber sensor that can improve these drawbacks of piezoelectric elements. FBG (fiber Bragg grating) is expected to be used as a strain and ultrasonic / AE detection sensor in structural soundness evaluation. The FBG ultrasonic sensor has features such as being free from electromagnetic interference and being capable of being attached to a plurality of sensors on a single optical fiber, and has many advantages in practical use.

FBG超音波センサを利用した超音波・AE検出法は用いる光源の種類により二種類に大別することができる。ひとつは広帯域光源を利用するタイプ、もうひとつはレーザ光源、つまり単一波長光源を利用するタイプである。本発明者は、特願2003−172321では広帯域光源を利用してひずみ計測と超音波・AEを検出する装置を提案し、特願2004−145880ではレーザ光源を利用した超音波・AE検出装置を提案している。   Ultrasonic / AE detection methods using an FBG ultrasonic sensor can be broadly classified into two types depending on the type of light source used. One is a type using a broadband light source, and the other is a type using a laser light source, that is, a single wavelength light source. In the Japanese Patent Application No. 2003-172321, an apparatus for detecting strain and ultrasonic waves / AE using a broadband light source is proposed in Japanese Patent Application No. 2003-172321, and in the Japanese Patent Application No. 2004-145880, an ultrasonic wave / AE detection apparatus using a laser light source is proposed. is suggesting.

レーザ光源を利用した超音波計測に関してはこれまでにいくつかの論文報告がされている(非特許文献1参照)。これらの研究においてはセンサとなるFBGの反射率が半減する波長に波長可変レーザの発振波長を設定し、FBG超音波センサからの反射光強度がセンサのブラッグ波長に伴い変化することを利用して超音波を検出した実験が報告されている。   Several papers have been reported so far regarding ultrasonic measurement using a laser light source (see Non-Patent Document 1). In these studies, the oscillation wavelength of the tunable laser is set to a wavelength at which the reflectance of the FBG serving as the sensor is halved, and the reflected light intensity from the FBG ultrasonic sensor changes with the Bragg wavelength of the sensor. Experiments that detect ultrasound have been reported.

これまでにFBG超音波センサを用いて超音波を計測した実験例が報告され(たとえば非特許文献1参照)、さらにFBG超音波センサを用いた超音波計測から材料の損傷状態を評価することができることが報告されている(非特許文献2)。
D. C. Betz等、Smart Materials andStructures, 12(2003)122-128 H. Tsuda等, Smart Materials and Structures, 13(2004)719-724
An experimental example in which ultrasonic waves have been measured using an FBG ultrasonic sensor has been reported so far (see, for example, Non-Patent Document 1), and further, the damage state of a material can be evaluated from ultrasonic measurement using an FBG ultrasonic sensor. It has been reported that this can be done (Non-Patent Document 2).
DC Betz et al., Smart Materials and Structures, 12 (2003) 122-128 H. Tsuda et al., Smart Materials and Structures, 13 (2004) 719-724

超音波を利用した構造体の健全性評価においては、構造体の健全部に隣接して損傷部が存在する場合があり、FBG超音波センサを被検体である構造体の表面にスポット的に固定して測定しても損傷部を見落とされることが生じる。よって、健全性評価の精度を高めるためにも、FBG超音波センサを被検体の表面に対して可動とすることが望ましい。   In the soundness evaluation of a structure using ultrasonic waves, a damaged part may exist adjacent to the healthy part of the structure, and the FBG ultrasonic sensor is spot-fixed on the surface of the structure that is the subject. Even if measured, the damaged part may be overlooked. Therefore, in order to improve the accuracy of soundness evaluation, it is desirable that the FBG ultrasonic sensor be movable with respect to the surface of the subject.

しかし、FBG超音波センサを可動とするためには、FBG超音波センサのグレーディングを取付け、被検体の表面を移動するための取付具を含むFBG超音波センサのグレーディングの取付構造が重要である。   However, in order to make the FBG ultrasonic sensor movable, the grading attachment structure of the FBG ultrasonic sensor including the attachment for attaching the grading of the FBG ultrasonic sensor and moving the surface of the subject is important.

FBG超音波センサのグレーディングを取付具に取付け、この取付具は被検体の表面に沿って移動するものであるが、この取付具の材料によっては、超音波がグレーディングに伝播することなく健全性評価が不可能となるか、健全性評価の精度が極端に低下してしまう。さらに、FBG超音波センサのグレーディングを取付具へ取り付けるために接着剤をグレーディングに塗布したりすると、超音波検出の測定精度が低下するという問題が生じる。   The FBG ultrasonic sensor grading is attached to a fixture, and this fixture moves along the surface of the subject. However, depending on the material of this fixture, the soundness is evaluated without propagation of ultrasonic waves to the grading. Is impossible or the accuracy of soundness evaluation is extremely reduced. Furthermore, if the adhesive is applied to the grading to attach the grading of the FBG ultrasonic sensor to the fixture, there is a problem that the measurement accuracy of ultrasonic detection is lowered.

本発明は、このような問題を解決し、超音波検出感度が高く、精度の高い健全性評価が可能な可動式FBG超音波センサを実現するものである。特に、FBG超音波センサのグレーディングを取付具へ接着することによる超音波検出感度に対する影響に着目するとともに、取付具の材料による超音波検出感度への影響に着目し、FBG超音波センサのグレーディングを取付具への取り付ける構造(具体的には接着構造)、及び取付具の材料の選択において工夫することにより、超音波検出感度を向上させ、健全性評価の精度を高めることを課題とするものである。   The present invention solves such a problem, and realizes a movable FBG ultrasonic sensor that has high ultrasonic detection sensitivity and can perform soundness evaluation with high accuracy. In particular, pay attention to the influence on the ultrasonic detection sensitivity by attaching the grading of the FBG ultrasonic sensor to the fixture, and pay attention to the influence on the ultrasonic detection sensitivity by the material of the fixture, and grade the FBG ultrasonic sensor. The problem is to improve the ultrasonic detection sensitivity and improve the accuracy of soundness evaluation by devising the structure to be attached to the fixture (specifically, the adhesive structure) and the selection of the fixture material. is there.

本発明は上記課題を解決するために、光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングが、被検体よりも音速の低い材料から成る取付具に接着されて成り、該取付具を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention is configured such that the grating of the FBG ultrasonic sensor formed on the optical fiber is bonded to a fixture made of a material having a lower sound velocity than the subject, and the fixture is attached to the subject. Provided is a movable FBG ultrasonic sensor that is capable of ultrasonic detection by being moved on a surface.

本発明は上記課題を解決するために、光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングの両端から両側方に離れた箇所のみが、被検体よりも音速の低い材料から成る取付具に接着されて成り、該取付具を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサを提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is such that only the portions separated from both ends of the grating of the FBG ultrasonic sensor formed on the optical fiber are bonded to a fixture made of a material having a lower sound velocity than the subject. The movable FBG ultrasonic sensor is characterized in that ultrasonic detection can be performed by moving the fixture on the surface of the subject.

本発明は上記課題を解決するために、光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングが中空容器で覆われて成る可動式FBG超音波センサであって、前記中空容器は、被検体よりも音速の低い材料で形成されており、該中空容器の両端は、グレーティングの両端から両側方に離れた箇所において前記中空容器の両端にシールドされており、該中空容器を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサを提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a movable FBG ultrasonic sensor in which a grating of an FBG ultrasonic sensor formed on an optical fiber is covered with a hollow container, and the hollow container is more than a subject. It is made of a material having a low sound velocity, and both ends of the hollow container are shielded by both ends of the hollow container at positions away from both ends of the grating, and the hollow container moves on the surface of the subject. A movable FBG ultrasonic sensor is provided that enables ultrasonic detection.

前記グレーディングは、前記取付具の平坦な表面に沿って接着されており、前記グレーディングの向きが、前記被検体の超音波の変位の向きと同じとなるように前記被検体に当接して使用されるものであることを特徴とする。   The grading is adhered along the flat surface of the fixture, and is used in contact with the subject so that the grading direction is the same as the ultrasonic displacement direction of the subject. It is characterized by being.

前記取付具の平坦な表面は、前記取付具が前記被検体に当接する面に対して、平行である、垂直である、又は所定の角度で傾斜していることを特徴とする。   The flat surface of the fixture is parallel to, perpendicular to, or inclined at a predetermined angle with respect to a surface where the fixture contacts the subject.

本発明に係る可動式FBG超音波センサは、FBG超音波センサのグレーティングを取付具に取付け、しかも取付具を被検体よりも音速の低い材料で形成することで、被検体に固定しなくてもFBG超音波センサの超音波検出ができ、被検体の各部分の健全性評価を簡単に行うことができる。   The movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention attaches the grating of the FBG ultrasonic sensor to the fixture, and the fixture is made of a material having a lower sound velocity than the subject, so that the fixture is not fixed to the subject. Ultrasonic detection of the FBG ultrasonic sensor can be performed, and the soundness evaluation of each part of the subject can be easily performed.

そして、本発明に係る可動式FBG超音波センサにおいて、特に、FBG超音波センサのグレーティングを取付具に取り付ける構造として、その両端から両側方に離れた箇所のみを接着する構成とすれば、被検体に固定しなくてもFBG超音波センサの超音波検出感度を向上させ、健全性評価の精度をより一層、高めることができる。   In the movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention, in particular, if the structure of attaching the grating of the FBG ultrasonic sensor to the fixture is configured to adhere only the portions away from both ends from both sides, the subject Even if it is not fixed, the ultrasonic detection sensitivity of the FBG ultrasonic sensor can be improved, and the accuracy of soundness evaluation can be further enhanced.

本発明に係る可動式FBG超音波センサを実施するための最良の形態を、実施例に基づいて図面等を参照として、以下に説明する。   The best mode for carrying out the movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings and the like based on the embodiments.

図1、本発明に係る可動式FBG超音波センサ5を、被検体9の測定へ適用した状態における超音波検出装置1の全体構成を示す図である。超音波検出装置1は、波長可変レーザ光源2と、波長可変レーザ光源2に光ファイバ3で接続された光サーキュレータ4と、光サーキュレータ4に接続された可動式FBG超音波センサ5と、光サーキュレータ4に光ファイバ3で接続された光電変換器6とから成る。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an ultrasonic detection apparatus 1 in a state where a movable FBG ultrasonic sensor 5 according to the present invention is applied to measurement of a subject 9. The ultrasonic detection apparatus 1 includes a tunable laser light source 2, an optical circulator 4 connected to the tunable laser light source 2 through an optical fiber 3, a movable FBG ultrasonic sensor 5 connected to the optical circulator 4, and an optical circulator. 4 and a photoelectric converter 6 connected by an optical fiber 3.

波長可変レーザ光源2の出力波長は、可動式FBG超音波センサ5の反射率−波長関係の変化率が最大となる波長、通常は、反射率が半減する波長付近に設定している。超音波検出装置1は、超音波を発生させるための信号発生器14と、この信号発生器14に電線14’を介して接続した超音波発振子16を有する。   The output wavelength of the tunable laser light source 2 is set to a wavelength at which the change rate of the reflectance-wavelength relationship of the movable FBG ultrasonic sensor 5 is maximized, usually around the wavelength at which the reflectance is halved. The ultrasonic detection apparatus 1 includes a signal generator 14 for generating ultrasonic waves, and an ultrasonic oscillator 16 connected to the signal generator 14 via an electric wire 14 '.

この超音波発振子16は、被検体9上に置かれ、信号発生器14で発生した駆動信号を電線14’を介して被検体9上に置いた超音波発振子16に入力し、超音波を発生させ、被検体に伝えることが可能である。   The ultrasonic oscillator 16 is placed on the subject 9 and the drive signal generated by the signal generator 14 is input to the ultrasonic oscillator 16 placed on the subject 9 via the electric wire 14 ′. Can be generated and transmitted to the subject.

超音波検出装置1の全体構成は以上のとおりであるが、本発明は、グレーディング8(ブラッグ格子)を取付具11へ取り付けて成る可動式FBG超音波センサ5の構成を特徴とするものである。   Although the overall configuration of the ultrasonic detection apparatus 1 is as described above, the present invention is characterized by the configuration of the movable FBG ultrasonic sensor 5 in which the grading 8 (Bragg grating) is attached to the fixture 11. .

グレーティング8を取付具11に取り付ける具体的な手段としては、本実施例では、接着剤で取付具11に接着する(貼り付ける)構成とする。この場合、本実施例1では、図1や図2(a)に示すように、グレーティング8の両端から両側方に離れた箇所のみを被検体9に接着剤10で接着する構造(これを「ブリッジ接着」と名づけた。)とする。   As a specific means for attaching the grating 8 to the fixture 11, in this embodiment, it is configured to be adhered (attached) to the fixture 11 with an adhesive. In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2A, a structure in which only the portion separated from both ends of the grating 8 on both sides is adhered to the subject 9 with the adhesive 10 (this is referred to as “ Named “Bridge Adhesion”).

なお、グレーティング8を取付具11に取り付ける別の手段としてグレーティング8全体を、図2(b)に示すように、取付具11へ直に接着剤10で接着する(これを「完全接着」と名付けた。)構造としてもよい。   As another means for attaching the grating 8 to the fixture 11, the entire grating 8 is directly bonded to the fixture 11 with an adhesive 10 as shown in FIG. 2B (this is named "complete adhesion"). It may be a structure.

ところで、被検体9を伝搬する超音波が可動式FBG超音波センサ5に伝達させる必要がある。そのために、グレーティング8を取り付ける取付具11は、被検体9よりも音速の低い材料を媒体とする必要がある。   By the way, the ultrasonic wave propagating through the subject 9 needs to be transmitted to the movable FBG ultrasonic sensor 5. For this purpose, the fixture 11 to which the grating 8 is attached needs to use a material whose sound speed is lower than that of the subject 9 as a medium.

本実施例1では、取付具11として、例えば、被検体9がアルミ板の場合は、アルミ板よりも音速の低いアクリル板15を採用し、このアクリル板15上にグレーティング8を、図2(a)に示すようにブリッジ接着して可動式FBG超音波センサ5を構成した。   In the first embodiment, for example, when the subject 9 is an aluminum plate, an acrylic plate 15 having a sound velocity lower than that of the aluminum plate is employed as the fixture 11, and the grating 8 is placed on the acrylic plate 15 as shown in FIG. As shown in a), the movable FBG ultrasonic sensor 5 was constructed by bonding with a bridge.

以上の構成から成るこの実施例の作用を図3により説明する。図3は、超音波発振子16と可動式FBG超音波センサ5を被検体上に配置し、超音波による損傷検知に適用した例である。   The operation of this embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example in which the ultrasonic oscillator 16 and the movable FBG ultrasonic sensor 5 are disposed on a subject and applied to ultrasonic damage detection.

使用に際しては、超音波発振子16を、被検体9上に置き、パルス発生器14で発生した駆動信号を電線14’を介して超音波発振子16に入力し、超音波を発生させ、被検体に伝える。   In use, the ultrasonic oscillator 16 is placed on the subject 9, and the drive signal generated by the pulse generator 14 is input to the ultrasonic oscillator 16 through the electric wire 14 ′ to generate ultrasonic waves, Tell the specimen.

そして、可動式FBG超音波センサ5に、波長可変レーザ光源2からレーザ光が光サーキュレータ4を介して入射され、可動式FBG超音波センサ5からの反射光は光サーキュレータ4を介して光電変換器6に送られ、そこで光強度が電圧信号に変換される。   The laser beam from the wavelength tunable laser light source 2 is incident on the movable FBG ultrasonic sensor 5 via the optical circulator 4, and the reflected light from the movable FBG ultrasonic sensor 5 is converted into a photoelectric converter via the optical circulator 4. 6 where the light intensity is converted into a voltage signal.

検査する場合は、超音波発振子16と可動式FBG超音波センサ5を直線上に配置し、超音波発振子16を、矢印方向に移動するとともに、その移動に対応して可動式FBG超音波センサ5は、その取付具11を被検体9の表面に当接してなぞるように矢印方向に同時に移動する。このとき超音波発振子16と被検体9、および取付具11と被検体9の間には両者間の超音波伝搬効率を高めるために、水などの液体をカップラントとして入れる(カップラントを入れることは超音波検出技術として周知手段である)。これにより、可動式FBG超音波センサ5を移動させながら超音波の検出が可能となる。   When inspecting, the ultrasonic oscillator 16 and the movable FBG ultrasonic sensor 5 are arranged on a straight line, the ultrasonic oscillator 16 is moved in the direction of the arrow, and the movable FBG ultrasonic wave corresponding to the movement. The sensor 5 moves simultaneously in the direction of the arrow so that the fixture 11 is traced against the surface of the subject 9. At this time, in order to increase the ultrasonic propagation efficiency between the ultrasonic oscillator 16 and the subject 9 and between the fixture 11 and the subject 9, a liquid such as water is added as a coupling agent. This is a well-known means as an ultrasonic detection technique). Thereby, it is possible to detect ultrasonic waves while moving the movable FBG ultrasonic sensor 5.

なお、本実施例のFBG超音波センサ5において、前述のとおり、ブリッジ接着(グレーティング8の両端から両側方に離れた箇所のみを取付具11に接着剤10で接着する構造)を採用すると、FBG超音波センサの超音波検出感度を向上させることができる。この点について以下、簡単に説明する。   In the FBG ultrasonic sensor 5 of the present embodiment, as described above, when the bridge bonding (the structure in which only the portions separated from both sides of the grating 8 on both sides are bonded to the fixture 11 with the adhesive 10) is adopted, the FBG is used. The ultrasonic detection sensitivity of the ultrasonic sensor can be improved. This point will be briefly described below.

従来、FBG超音波センサ17は、図4(a)で示すように、被検体9へ直に貼り付けて測定する方法が取られてきた。その際、グレーティング8全体を、被検体9へ直に接着剤10で接着する(完全接着)構造が採用されていた。   Conventionally, as shown in FIG. 4A, the FBG ultrasonic sensor 17 has been directly attached to the subject 9 for measurement. At that time, a structure in which the entire grating 8 is directly adhered to the subject 9 with the adhesive 10 (complete adhesion) was employed.

これに対して、本発明者は、図4(b)に示すように、グレーティング8の両端から両側方に離れた箇所のみを被検体9に接着剤10で接着する(ブリッジ接着)構造のFBG超音波センサ18を発明し、すでに出願している。このようなブリッジ接着によると、超音波検出感度が向上する点は、すでに上記別出願において、実験データをあげて詳細に説明しているので、ここではその説明は省略するが、その理論的根拠は、概略次のとおりと考えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, the present inventor has an FBG having a structure in which only a portion separated from both ends of the grating 8 on both sides is bonded to the subject 9 with the adhesive 10 (bridge bonding). The ultrasonic sensor 18 has been invented and has been filed. The point that ultrasonic detection sensitivity is improved by such bridge bonding has already been described in detail in the above-mentioned other application with experimental data, so the explanation is omitted here, but its theoretical basis. Is considered as follows.

即ち、完全接着によると、グレーティング8は、残留応力の影響を受けて大きな複屈折が生じ、FBG超音波センサ17の反射波長域を拡げ、その結果、反射率−波長関係の勾配が低下し、超音波に対する感度が低下する。これに対して、ブリッジ接着の場合は、グレーティング8は接着されていないので、複屈折の影響はない。このため反射率−波長関係の勾配は複屈折による低下を受けず、超音波に対する感度が低下しないと考えられる。   That is, according to complete adhesion, the grating 8 has a large birefringence due to the influence of the residual stress, and the reflection wavelength range of the FBG ultrasonic sensor 17 is widened. As a result, the gradient of the reflectance-wavelength relationship is lowered. Sensitivity to ultrasound is reduced. On the other hand, in the case of bridge bonding, since the grating 8 is not bonded, there is no influence of birefringence. Therefore, it is considered that the gradient of the reflectance-wavelength relationship is not affected by birefringence and sensitivity to ultrasonic waves does not decrease.

つまり、ブリッジ接着は、グレーティング8へ複屈折の影響をもたらさない取り付け構造であり、接着によりグレーティング8に生じる複屈折をなくすことにより超音波検出感度を高めることができるものと考えられる。本発明の可動式FBG超音波センサ5は、このようなブリッジ接着を採用することで、FBG超音波センサ18の超音波検出感度を向上させることができる。   That is, the bridge bonding is an attachment structure that does not cause the influence of birefringence on the grating 8, and it is considered that the ultrasonic detection sensitivity can be increased by eliminating the birefringence generated in the grating 8 by the bonding. The movable FBG ultrasonic sensor 5 of the present invention can improve the ultrasonic detection sensitivity of the FBG ultrasonic sensor 18 by adopting such bridge bonding.

(実験例1)
実施例1の効果を確認するために、実施例1の可動式FBG超音波センサ5を用いて、図3に示すような実験システムを用いて超音波検出の実験を行った。この実験例1では、取付具11はアクリル板で、このアクリル板上に、グレーティング8を挟むように接着剤10でブリッジ接着するが、接着間距離であるブリッジ間隔sは、グレーティング長10mmに対して12mmとした。
(Experimental example 1)
In order to confirm the effect of the first embodiment, an ultrasonic detection experiment was performed using the movable FBG ultrasonic sensor 5 of the first embodiment and an experimental system as shown in FIG. In this experimental example 1, the fixture 11 is an acrylic plate, and bridge bonding is performed on the acrylic plate with an adhesive 10 so that the grating 8 is sandwiched between them. 12 mm.

この実験では、被検体9はアルミ板として、被検体9に図1に示すものと同様な超音波発振子16で超音波を付与する。そして、超音波発振子16から、図3において横方向に一直線上に離れた箇所に、可動式FBG超音波センサ5を置いた。   In this experiment, the subject 9 is an aluminum plate, and an ultrasonic wave is applied to the subject 9 with an ultrasonic oscillator 16 similar to that shown in FIG. Then, the movable FBG ultrasonic sensor 5 was placed at a position away from the ultrasonic oscillator 16 in a straight line in the horizontal direction in FIG.

なお、比較のために、従来超音波検出に多用されている圧電素子を置いて、超音波応答信号の検出実験を行った。   For comparison, an ultrasonic response signal detection experiment was performed with a piezoelectric element that has been frequently used for ultrasonic detection.

この実験の結果は、図5に示すとおりである。図5では、超音波を発生させた圧電超音波発振子への送信信号、そして可動式FBG超音波センサと圧電センサの応答信号をそれぞれ示している。この実験の結果、本実施例1のように、アクリル板の移動付具を介しても、可動式FBG超音波センサの応答はS/N比が非常に高いことが確認された。   The result of this experiment is as shown in FIG. In FIG. 5, the transmission signal to the piezoelectric ultrasonic oscillator which generated the ultrasonic wave and the response signals of the movable FBG ultrasonic sensor and the piezoelectric sensor are shown. As a result of this experiment, it was confirmed that the response of the movable FBG ultrasonic sensor has a very high S / N ratio even through the acrylic plate moving tool as in Example 1.

(実験例2)
可動式FBG超音波センサの有効性を実証するために行った実験例2を説明する。本実験例2では、実施例1の可動式FBG超音波センサ5の超音波を利用した損傷検出の有効性を衝撃損傷を有する直交積層繊維強化複合材料を被検体として調べた。図6は、その実験概要を説明する図である。
(Experimental example 2)
An experimental example 2 performed to verify the effectiveness of the movable FBG ultrasonic sensor will be described. In Experimental Example 2, the effectiveness of damage detection using ultrasonic waves of the movable FBG ultrasonic sensor 5 of Example 1 was examined using an orthogonal laminated fiber reinforced composite material having impact damage as an object. FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of the experiment.

この実験例2では、被検体9である直交積層繊維強化複合材料板19は、試験片端部からY軸方向に60mm離れた箇所を中心とする衝撃損傷部20を有する。衝撃損傷部20では繊維軸方向割れや層間はく離が観察され、Y軸方向に約12mmの大きさの損傷が拡がっている。尚、試験片の強化繊維は図面中のX、およびY軸方向に配列されている。   In Experimental Example 2, the orthogonal laminated fiber reinforced composite material plate 19 as the subject 9 has an impact damaged portion 20 centering on a location 60 mm away from the end of the test piece in the Y-axis direction. In the impact damaged portion 20, fiber axis direction cracking and delamination are observed, and damage of about 12 mm is spread in the Y axis direction. The reinforcing fibers of the test piece are arranged in the X and Y axis directions in the drawing.

被検体9に、図1に示す手段と同様な超音波発振子16で超音波を付与する。そして、超音波発振子16と可動式FBG超音波センサ5を直線上に置き、Y軸方向に超音波発振子16とともに可動式FBG超音波センサ5を平行に移動させて、それぞれの地点における可動式FBG超音波センサが検出した超音波応答波形を収録した。   An ultrasonic wave is applied to the subject 9 with an ultrasonic oscillator 16 similar to the means shown in FIG. Then, the ultrasonic oscillator 16 and the movable FBG ultrasonic sensor 5 are placed on a straight line, and the movable FBG ultrasonic sensor 5 is moved in parallel with the ultrasonic oscillator 16 in the Y-axis direction. The ultrasonic response waveform detected by the type FBG ultrasonic sensor was recorded.

図7に可動式FBG超音波センサ5が検出した超音波の到達時間すなわち、応答波形の開始時間とY軸の位置との関係を示す。図7に示すように衝撃損傷部20が存在した箇所においては健全部よりも応答開始時間が早くなっている。理論的考察からも衝撃損傷部20を通過する超音波は健全部を通過するよりも超音波の到達時間は早くなることが考えられる。   FIG. 7 shows the relationship between the arrival time of the ultrasonic wave detected by the movable FBG ultrasonic sensor 5, that is, the response waveform start time and the Y-axis position. As shown in FIG. 7, the response start time is earlier than that of the healthy part at the place where the impact damaged part 20 exists. From theoretical considerations, it is conceivable that the ultrasonic wave passing through the impact damaged part 20 has a faster arrival time than the ultrasonic wave passing through the healthy part.

理由は以下の通りである。材料中の超音波伝搬速度はその材料の剛性(ヤング率)と密度の関数で表される。密度が一定の場合、ヤング率に伴い超音波伝搬速度は高くなる。被検体の場合、密度は位置に依存しないことから、超音波伝搬速度はヤング率の関数で与えられる。衝撃損傷部20では層間はく離が生じて、X軸方向、およびY軸方向の強化繊維層が分離している。   The reason is as follows. The ultrasonic wave propagation speed in a material is expressed as a function of the stiffness (Young's modulus) and density of the material. When the density is constant, the ultrasonic wave propagation speed increases with Young's modulus. In the case of the subject, since the density does not depend on the position, the ultrasonic wave propagation speed is given as a function of Young's modulus. In the impact damaged portion 20, delamination occurs, and the reinforcing fiber layers in the X-axis direction and the Y-axis direction are separated.

超音波伝搬方向、この場合、X軸方向におけるヤング率は衝撃損傷部20におけるX軸方向の強化繊維層が最も高く、つづいて健全部、損衝撃傷部20におけるY軸方向の強化繊維層の順序になる。このため損衝撃傷部20の領域(損傷領域)のX軸方向の強化繊維層を伝搬した超音波が最も高速になる。したがって超音波が健全部を通過するよりも損傷部を通過したときに、応答開始時間が早くなると考えられる。   In the ultrasonic propagation direction, in this case, the Young's modulus in the X-axis direction is highest in the reinforcing fiber layer in the X-axis direction in the impact damaged portion 20, followed by the reinforcing fiber layer in the Y-axis direction in the healthy portion and the damaged impact scratched portion 20. Order. For this reason, the ultrasonic wave that has propagated through the reinforcing fiber layer in the X-axis direction in the region (damaged region) of the damaged impact scratch 20 becomes the highest speed. Therefore, it is considered that the response start time is earlier when the ultrasonic wave passes through the damaged part than through the healthy part.

可動式FBG超音波センサの超音波検出の位置分解能はセンサのグレーティング部の直径(130μm程度)であることから、従来多用されてきた圧電素子(市販品では通常、6mm以上)よりも高くなる。このような可動式センサは超音波を測定したい任意の場所での計測を可能にすることから、固定式のセンサと比較して非常に利便性に優れており従来超音波検出に多用されてきた圧電素子の代替センサとして利用されることが期待される。   Since the position resolution of ultrasonic detection of the movable FBG ultrasonic sensor is the diameter (about 130 μm) of the grating portion of the sensor, it is higher than the piezoelectric element that has been widely used in the past (usually 6 mm or more in a commercial product). Since such a movable sensor enables measurement at an arbitrary place where an ultrasonic wave is to be measured, it is very convenient compared to a stationary sensor and has been widely used for ultrasonic detection in the past. It is expected to be used as an alternative sensor for piezoelectric elements.

図8は、本発明の実施例2を説明する図である。この実施例2の可動式FBG超音波センサ13は、取付具11として中空容器21を用いてグレーティング8を覆い、グレーティング8の両端から両側方に離れた部分で中空容器21の両端をシールド剤12などでシールドした構造である。   FIG. 8 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. The movable FBG ultrasonic sensor 13 according to the second embodiment covers the grating 8 using a hollow container 21 as a fixture 11, and both ends of the hollow container 21 are shielded from the both ends of the grating 8 at both sides. This is a shielded structure.

この実施例2の取付具11である中空容器21は、実施例1と同様に、超音波をグレーティング8に伝達するように、被検体9よりも音速の低い材料を媒体とする必要があり、例えば、被検体9がアルミ板の場合は、アルミ板よりも音速の低いアクリル材から成る容器を採用する。   The hollow container 21 which is the fixture 11 of the second embodiment needs to use a material having a sound velocity lower than that of the subject 9 as a medium so as to transmit ultrasonic waves to the grating 8 as in the first embodiment. For example, when the subject 9 is an aluminum plate, a container made of an acrylic material whose sound speed is lower than that of the aluminum plate is employed.

この可動式FBG超音波センサ13は、グレーティング8の両端から離れた位置でグレーティング8の形成された光ファイバ7が支持されグレーティング8に接着剤が塗布されないから、前述のとおり、超音波の感度を低下させることがない。   Since the movable FBG ultrasonic sensor 13 supports the optical fiber 7 on which the grating 8 is formed at a position away from both ends of the grating 8 and no adhesive is applied to the grating 8, as described above, the sensitivity of the ultrasonic wave is increased. There is no reduction.

使用に際しては、実施例1と同様に、超音波発振子と一緒に、この可動式FBG超音波センサ13の中空容器21を被検体9の表面に沿ってなぞるように移動することで、超音波を測定し被検体の損傷部を検出することができる。   In use, as in the first embodiment, the ultrasonic wave is moved along with the ultrasonic oscillator so that the hollow container 21 of the movable FBG ultrasonic sensor 13 is traced along the surface of the subject 9. Can be measured to detect the damaged part of the subject.

実施例2の可動式FBG超音波センサ13は、グレーティング8を中空容器21で覆って保護した状態で、シールド剤12でシールドした部分がブリッジ接着される構成となる。従って、中空容器21の長さを適宜選択すれば、ブリッジ間隔が容易に設定でき、しかも、中空容器21でグレーティング8を取り囲むことにより可動式FBG超音波センサ13を、破損や環境から保護する機能を有することとなる。   The movable FBG ultrasonic sensor 13 according to the second embodiment is configured such that the portion shielded by the shielding agent 12 is bridge-bonded in a state where the grating 8 is covered and protected by the hollow container 21. Therefore, if the length of the hollow container 21 is appropriately selected, the bridge interval can be easily set, and the movable FBG ultrasonic sensor 13 is protected from damage and the environment by surrounding the grating 8 with the hollow container 21. It will have.

図9は、本発明に係る可動式FBG超音波センサの実施例3を説明する図である。この実施例3は、実施例1とほぼ同じ構造であるが、その特徴とする構成は、超音波発振子から発振され被検体9に伝搬される超音波の変位方向と、光ファイバ7に形成されたグレーディング8の向きとを平行とした点である。   FIG. 9 is a diagram for explaining a third embodiment of the movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention. The third embodiment has substantially the same structure as that of the first embodiment, but the characteristic configuration is that the ultrasonic wave is oscillated from the ultrasonic oscillator and propagated to the subject 9 and formed on the optical fiber 7. This is a point in which the direction of the graded grading 8 is made parallel.

ここで、「グレーディング8の向き」とは、グレーディング8を構成する光ファイバの軸方向である。グレーディング8は光ファイバの導光路であるコア部にファイバ軸方向に周期的に屈折率の異なる領域を設けた構造を取るので、「グレーディング8の向き」とは、換言すれば、ファイバー7のうちグレーディング8が形成される部分の長軸方向でもある。   Here, “the direction of the grading 8” is the axial direction of the optical fiber constituting the grading 8. Since the grading 8 has a structure in which a core part that is a light guide for an optical fiber is provided with regions having different refractive indexes periodically in the fiber axis direction, the “direction of the grading 8” is, in other words, the fiber 7 It is also the major axis direction of the portion where the grading 8 is formed.

実施例3について、より具体的な構成は、グレーディング8が、取付具11の平坦な表面に沿って接着されており、グレーディング8の向きと被検体9の超音波の変位方向とが同じとなるように被検体9に当接して使用されるものである。   With respect to the third embodiment, the grading 8 is bonded along the flat surface of the fixture 11 so that the direction of the grading 8 and the ultrasonic displacement direction of the subject 9 are the same. Thus, it is used in contact with the subject 9.

そして、取付具11のFBGが貼り付けられている表面と、取付具11が被検体9に当接する面との関係として、次の3つの例がある。
(1)FBGが貼り付けられている表面が、取付具11が被検体9に当接する面に対して、平行である(図9(a)参照)。
(2)FBGが貼り付けられている表面が、取付具11が被検体9に当接する面に対して、垂直である(図9(b)参照)。
(3)FBGが貼り付けられている表面が、取付具11が被検体9に当接する面に対して、所定の角度で傾斜している(図9(c)参照)。
Then, there are the following three examples of the relationship between the surface of the fixture 11 on which the FBG is attached and the surface on which the fixture 11 contacts the subject 9.
(1) The surface to which the FBG is attached is parallel to the surface on which the fixture 11 contacts the subject 9 (see FIG. 9A).
(2) The surface to which the FBG is attached is perpendicular to the surface on which the fixture 11 contacts the subject 9 (see FIG. 9B).
(3) The surface to which the FBG is attached is inclined at a predetermined angle with respect to the surface on which the fixture 11 contacts the subject 9 (see FIG. 9C).

実施例3においてこのような構成としたことによる作用効果を説明する。超音波には変位(振動)方向があり、超音波の変位方向とFBGセンサのグレーティングの向きが平行になっているときに、FBGセンサの超音波検出感度は最大になる、加えてFBGセンサのファイバ被検体9の面に垂直な場合は、超音波が被検体のどの方向から伝搬してきても感度は変わらない等の効果が生じる。   The operational effects of having such a configuration in the third embodiment will be described. The ultrasonic wave has a displacement (vibration) direction. When the ultrasonic wave displacement direction and the direction of the grating of the FBG sensor are parallel, the ultrasonic detection sensitivity of the FBG sensor is maximized. In the case of being perpendicular to the surface of the fiber subject 9, there is an effect that the sensitivity does not change regardless of the direction in which the ultrasonic wave propagates.

例えば、図9(a)に示したように、被検体9の面内方向(図中の矢印方向)に変位方向を持つ超音波に対して、同図(a)に示すように、グレーディング8の向きを、超音波の変位方向の向きと同じにして取り付けた可動式FBG超音波センサ11の構成とすることにより、超音波検出感度を最大にすることができる。   For example, as shown in FIG. 9A, for an ultrasonic wave having a displacement direction in the in-plane direction of the subject 9 (in the direction of the arrow in the figure), as shown in FIG. The ultrasonic detection sensitivity can be maximized by adopting the configuration of the movable FBG ultrasonic sensor 11 that is attached in the same direction as the ultrasonic displacement direction.

また、図9(b)に示すものは、被検体9の面外方向(図中の矢印方向)に変位方向を持つ超音波に対して、グレーディング8の向きを、被検体9の面に垂直な方向であって、超音波の変位方向の向きと同じにして取り付けた可動式FBG超音波センサ11の構成としたものである。   9B shows the direction of the grading 8 perpendicular to the surface of the subject 9 with respect to the ultrasonic wave having the displacement direction in the out-of-plane direction (the arrow direction in the drawing) of the subject 9. The movable FBG ultrasonic sensor 11 is mounted in the same direction as the direction of the ultrasonic displacement direction.

本発明者は、FBGセンサの超音波検出においては、超音波伝搬方向が検出感度に大きな影響を及ぼすという知見を得ているが、同図(b)に示す構成とすることにより、超音波が被検体のどの方向から伝搬してきても感度は変わらず、取り付け方は伝搬方向に依存しないという、実用上、きわめて大きな効果が生じる。   The present inventor has obtained the knowledge that the ultrasonic wave propagation direction has a great influence on the detection sensitivity in the ultrasonic detection of the FBG sensor. However, with the configuration shown in FIG. Even if it propagates from any direction of the subject, the sensitivity does not change, and the attachment method does not depend on the propagation direction, so that a very large effect is practically produced.

また、ある角度θの変位方向を持つ超音波に対し、図9(c)に示すように、取付具11の角度θを持つ面にグレーディング8の向きを、超音波の変位方向の向きと同じにして取り付けたFBG超音波センサ11の構成とすることにより、超音波検出感度を最大にすることができる。   Further, for an ultrasonic wave having a displacement direction of a certain angle θ, as shown in FIG. 9C, the direction of the grading 8 on the surface having the angle θ of the fixture 11 is the same as the direction of the ultrasonic displacement direction. By adopting the configuration of the FBG ultrasonic sensor 11 attached as described above, the ultrasonic detection sensitivity can be maximized.

以上、本発明に係る可動式FBG超音波センサの発明を実施するための最良の形態を、超音波検出のみを例に挙げて説明したが、弾性波放出(アコースティック・エミッション:AE)も超音波と同じ周波数帯域を有することから、本発明は、AE検出にも適用できることは言うまでもない。   The best mode for carrying out the invention of the movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention has been described above by taking only ultrasonic detection as an example, but acoustic wave emission (acoustic emission: AE) is also ultrasonic. Needless to say, the present invention is also applicable to AE detection.

本発明に係る可動式FBG超音波センサは、超音波検出感度がよく、移動可能であるために、被検体の任意の箇所で超音波検出が可能なため、構造体の健全性評価において非常に利用価値があるセンサになる。また、このように移動可能なセンサ形態の実現により従来、超音波検出センサとして多用されてきた圧電センサと同様な取り扱い易さになる。   Since the movable FBG ultrasonic sensor according to the present invention has high ultrasonic detection sensitivity and is movable, ultrasonic detection is possible at an arbitrary position of the subject. It becomes a sensor with utility value. In addition, the realization of the movable sensor form in this way makes it easy to handle the same piezoelectric sensor that has been conventionally used as an ultrasonic detection sensor.

本発明の前提をなす可動式FBG超音波センサを被検体へ取り付けて測定する超音波検出装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the ultrasonic detection apparatus which attaches and measures the movable FBG ultrasonic sensor which makes the premise of this invention to a subject. FBG超音波センサの取付構造を説明する図であり(a)はブリッジ接着であり、(b)は完全接着をそれぞれ示している。It is a figure explaining the attachment structure of an FBG ultrasonic sensor, (a) is bridge | bridging adhesion | attachment, (b) has each shown complete adhesion | attachment. 本発明の可動式FBG超音波センサの実施例1の使用例、及び、実施例1を利用した実験例1を説明する図である。It is a figure explaining the usage example of Example 1 of the movable FBG ultrasonic sensor of this invention, and Experimental example 1 using Example 1. FIG. 完全接着とブリッジ接着を説明する図であり、いずれも従来例、先行発明に関するものである。It is a figure explaining complete adhesion and bridge adhesion, and both are related with a prior art example and prior art. 本発明の可動式FBG超音波センサの実施例1の実験例の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the experiment example of Example 1 of the movable FBG ultrasonic sensor of this invention. 本発明の可動式FBG超音波センサの実験例2の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of Experimental example 2 of the movable FBG ultrasonic sensor of this invention. 本発明の実験例2の実験結果を説明する図である。It is a figure explaining the experimental result of Experimental example 2 of this invention. 本発明の可動式FBG超音波センサの実施例2を説明する図である。It is a figure explaining Example 2 of the movable FBG ultrasonic sensor of this invention. 本発明の可動式FBG超音波センサの実施例3を説明する図である。It is a figure explaining Example 3 of the movable FBG ultrasonic sensor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波検出装置
2 波長可変レーザ光源
3 光ファイバ
4 光サーキュレータ
5 可動式FBG超音波センサ
6 光電変換器
7 FBG超音波センサの光ファイバ
8 グレーティング
9 被検体
10 接着剤
11 取付具
12 シールド剤
13 FBG超音波センサ
14 信号発生器
14’ 電線
15 アクリル板
16 超音波発振子
17 FBG超音波センサ
18 FBG超音波センサ
19 直交積層繊維強化複合材料
20 衝撃損傷部
21 中空容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic detection apparatus 2 Wavelength variable laser light source 3 Optical fiber 4 Optical circulator 5 Movable FBG ultrasonic sensor 6 Photoelectric converter 7 Optical fiber of FBG ultrasonic sensor 8 Grating 9 Subject 10 Adhesive 11 Attachment 12 Shielding agent 13 FBG ultrasonic sensor 14 Signal generator 14 'Electric wire 15 Acrylic plate 16 Ultrasonic oscillator 17 FBG ultrasonic sensor 18 FBG ultrasonic sensor 19 Orthogonal laminated fiber reinforced composite material 20 Impact damage part 21 Hollow container

Claims (5)

構造体の健全性評価に用いる可動式FBG超音波センサであって
光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングが、被検体よりも音速の低い材料から成る取付具に接着されて成り、該取付具を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサ。
A movable FBG ultrasonic sensor used for structural soundness evaluation ,
The grating of the FBG ultrasonic sensor formed on the optical fiber is bonded to a fixture made of a material having a lower sound velocity than the subject, and ultrasonic detection is possible by moving the fixture on the surface of the subject. A movable FBG ultrasonic sensor characterized by the above.
構造体の健全性評価に用いる可動式FBG超音波センサであって
光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングの両端から両側方に離れた箇所のみが、被検体よりも音速の低い材料から成る取付具に接着されて成り、該取付具を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサ。
A movable FBG ultrasonic sensor used for structural soundness evaluation ,
Only the portions that are separated from both ends of the grating of the FBG ultrasonic sensor formed on the optical fiber are bonded to a fixture made of a material having a lower sound velocity than the subject, and the fixture is attached to the surface of the subject. A movable FBG ultrasonic sensor that is capable of detecting ultrasonic waves by being moved up.
構造体の健全性評価に用いる可動式FBG超音波センサであって
光ファイバに形成されたFBG超音波センサのグレーティングが中空容器で覆われて成
前記中空容器は、被検体よりも音速の低い材料で形成されており、該中空容器の両端は、グレーティングの両端から両側方に離れた箇所において前記中空容器の両端にシールドされており、
該中空容器を被検体の表面上において移動させて超音波検出を可能とすることを特徴とする可動式FBG超音波センサ。
A movable FBG ultrasonic sensor used for structural soundness evaluation ,
Grating covered with a hollow container formed of the FBG ultrasonic sensor formed in the optical fiber is,
The hollow container is formed of a material having a lower sound velocity than the subject, and both ends of the hollow container are shielded at both ends of the hollow container at locations away from both ends of the grating,
A movable FBG ultrasonic sensor characterized in that ultrasonic detection is possible by moving the hollow container on the surface of a subject.
前記グレーティングは、前記取付具の平坦な表面に沿って接着されており、前記グレーティングの向きが、前記被検体の超音波の変位の向きと同じとなるように前記被検体に当接して使用されるものであることを特徴とする請求項1又2記載の可動式FBG超音波センサ。   The grating is bonded along the flat surface of the fixture, and is used in contact with the subject so that the orientation of the grating is the same as the direction of ultrasonic displacement of the subject. The movable FBG ultrasonic sensor according to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic sensor is a movable FBG ultrasonic sensor. 前記取付具の平坦な表面は、前記取付具が前記被検体に当接する面に対して、平行である、垂直である、又は所定の角度で傾斜していることを特徴とする請求項4記載の可動式FBG超音波センサ。   5. The flat surface of the fixture is parallel to, perpendicular to, or inclined at a predetermined angle with respect to a surface on which the fixture contacts the subject. Movable FBG ultrasonic sensor.
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