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Practical Realization of Multi-point Measurement Method of Temperature and Velocity by FPGA

Research Project

Project/Area Number 16K14164
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionNumazu National College of Technology

Principal Investigator

OHBA KATSUHISA  沼津工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (40321442)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords流体工学 / 熱流体計測 / 熱線流速計 / 抵抗線温度計 / FPGAデバイス / 並列処理 / FPGA / 温度成層流 / 環境流体力学 / 強安定温度成層流
Outline of Final Research Achievements

In a wind tunnel experiments on thermally stratified flow, the measurement of velocity and temperature fields is the fundamental method. At that time, the thermo-anemometer that combines the hot-wire anemometer and the cold-wire thermometer is used. In this study, the thermo-anemometer was digitized by Field Programmable Gate Array (FPGA) device that can design logic circuits by programming. The temperature compensation system for the velocity signal, the frequency compensation system for the temperature signal, and the delay compensation system for improving the spatial resolution have been developed and integrated on the FPGA device. In addition, the pipeline processing was applied to the compensation algorithms in order to accelerate the compensation calculation by using the parallel processing function, which is the advantage of FPGA device.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年では,画像解析や組込みAIの分野におけるFPGAの発展が著しいが,時系列データの計測分野での応用例は少ない.一方,複数の計測原理を複合する必要のある熱流体計測の場合には,FPGAの利点を発揮できると考えられる.
本研究では,FPGAを活用して温度流速計をデジタル化することにより,従来はアナログ回路を基盤としていた計測器の校正や操作,多チャンネル化が容易となり,産業界等への活用の場が広がることが期待される.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 二線式温度流速計における遅延補償系の設計・評価2019

    • Author(s)
      鈴木慧人、大庭勝久
    • Organizer
      富士山麓アカデミック&サイエンスフェア2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱流体計測器用のデジタル補償系の統合2019

    • Author(s)
      伊東大輔、大庭勝久
    • Organizer
      富士山麓アカデミック&サイエンスフェア2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 組込みデバイスを用いた熱式速度センサの高精度化2019

    • Author(s)
      久保寺智哉、大庭勝久
    • Organizer
      富士山麓アカデミック&サイエンスフェア2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] パイプライン処理による熱流体計測アルゴリズムの高速化に関する検討2019

    • Author(s)
      中村美月、大庭勝久
    • Organizer
      富士山麓アカデミック&サイエンスフェア2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱線流速計の温度変動場における計測精度の改善2018

    • Author(s)
      久保寺智哉、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第49回学生会卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] FPGAによる二線式温度流速計の補償系の統合2018

    • Author(s)
      伊東大輔、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第49回学生会卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 組込みデバイスを用いた抵抗線温度計の出力特性の改善2017

    • Author(s)
      加藤正純、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第66期総会・講演会
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-14
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 組込みデバイスを用いた抵抗線温度計の動的補償系の構築2017

    • Author(s)
      加藤正純、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 抵抗線温度計の周波数応答評価の自動化2017

    • Author(s)
      三室菜美、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第48回学生会卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      静岡大学浜松キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 抵抗線温度計の周波数補償のための自動検定システムの開発2016

    • Author(s)
      牛山健太、大庭勝久
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-12
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 熱流体用温度センサの特性検定の高精度化に関する検討2016

    • Author(s)
      三室菜美、大庭勝久
    • Organizer
      日本高専学会第22回年会講演会
    • Place of Presentation
      沼津工業高等専門学校
    • Year and Date
      2016-08-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 沼津工業高等専門学校電子制御工学科大庭研究室

    • URL

      http://www2.denshi.numazu-ct.ac.jp/staff/ooba/index.html

    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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