拡散レーザ変位計の開発とその実用性の検証 Development of a displacement meter that uses a diffusion laser beam and verification of its practical applicability

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抄録

非接点式計器として, 拡散レーザ光線を用いた新しいタイプの変位計 (拡散レーザ変位計) を開発した。この変位計は, 天候の影響を受けにくくするため, また, 眼や皮膚など人体への影響を与えないため, 拡散レーザシステムを採用した。このシステムは, レーザ光線のスポット光の直径および光線の広がり角度が一般のレーザ光線と比べて大きいのが特徴である。この計器は, 低コストで常時設置可能で, リアルタイム計測, 常時計測ができ, 30cm以上の計測レンジを持つ。<br>拡散レーザ変位計の精度, 性能および実用性を検証する実証実験をおこなった。室内実験では, 拡散レーザ変位計は, 基線長50mにおいて, 強制的に与えた10. 0mmの変位に対して±0. 2mmの測定誤差となり, 接点式計器の地表伸縮計よりも高い精度であった。また, 拡散レーザ変位計は, 草により見通しを悪くした野外実験では一般的なレーザ変位計よりも障害物の影響が少なく, さらに, ビニールハウス内実験ではプリズム型トータルステーションでは測定できない, 基線長約16mに対して10mの視程の見通しの悪い条件でも±0. 8mmの誤差で測定できるなど, 優れた計測性能が確認された。特に, 地表伸縮計との野外比較実験では, 地表伸縮計の計測値は伸びや縮みに対するインバー線の追従性の影響により誤差が生じ, 一方, 拡散レーザ変位計では, 反射板の移動方向が遠ざかる方向, 近づく方向ともに地表伸縮計と比較して追従性が良く, 遠ざかる方向で変位速度が大きい場合でも正確に計測でき, しかも計測範囲が長いことも確認された。<br>地すべり動態観測では, 拡散レーザ変位計は, 併設した地表伸縮計と同等以上の精度を持つとともに, 地表伸縮計では計測できない道路を挟んでの計測や基線長67mの条件でも長期間安定した計測ができ, 現場での実用性が高いことが明らかになった。

A new type of noncontact displacement meter has been developed that employs a diffusion laser beam (DLB) . This DLB system was adopted to reduce the influence of weather conditions on measurements and to avoid any harmful effects to the eyes, skin, etc. To achieve these goals, the DLB displacement meter employs a large-diameter light source and has a large diffusion angle. In addition, it displays the measurement value in real time, performs continuous measurements, can be installed at sites inexpensively, and is capable of measuring displacements greater than 30cm.<br>In order to verify the precision, performance, and utility of this DLB displacement meter, some experiments were conducted in the laboratory and outdoors. The results of the laboratory experiments demonstrated that the DLB displacement meter could measure displacements of 10. 0mm on a 50-m baseline length to a precision of within ± 0. 2mm. This precision is higher than that of a surface extensometer, which is a contact-type meter. The open-air experimental results showed that the DLB displacement meter is influenced less by obstacles between the meter and the measurement point than conventional laser-beam displacement meters. In addition, the DLB displacement meter was capable of measuring with a precision of ± 0. 8mm under a visibility of 10m on a 16-m baseline length, whereas a prism total station was not able to measure to the same level of precision under identical conditions. In particular, comparison testing in the open air revealed that the surface extensometer produced appreciable measurement errors due to poor tracking of the invar wire on expansion or contraction, whereas the DLB displacement meter exhibited good tracking of the displacements in front of and behind the reflective plate.<br>The DLB displacement meter was applied to landslide monitoring. Its accuracy and applicability were equal to or exceeded those of a surface extensometer in practice.

収録刊行物

  • 日本地すべり学会誌 : 地すべり = Journal of the Japan Landslide Society : landslides  

    日本地すべり学会誌 : 地すべり = Journal of the Japan Landslide Society : landslides 44(6), 339-348, 2008-03-25 

    The Japan Landslide Society

参考文献:  10件

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被引用文献:  2件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021228562
  • NII書誌ID(NCID)
    AA11837172
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    13483986
  • NDL 記事登録ID
    9439861
  • NDL 雑誌分類
    ZM49(科学技術--地球科学--地質)
  • NDL 請求記号
    Z15-405
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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