| Project/Area Number |
22K04064
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤井 隆 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (60371283)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 祐嗣 一般財団法人電力中央研究所, グリッドイノベーション研究本部, 上席研究員 (10371296)
本間 宏也 一般財団法人電力中央研究所, グリッドイノベーション研究本部, 上席研究員 (40371562)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | レーザー / プラズマ / 分光 / ポリマー / がいし / 劣化診断 / 遠隔計測 / 電力設備 / レーザー誘起ブレークダウン分光 / ポリマーがいし / 非破壊・検査 / 遠隔・非接触計測 |
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| Outline of Research at the Start |
レーザー誘起ブレークダウン分光（LIBS）を用い、ポリマーがいしの劣化を非接触かつ非破壊で計測する技術を開発する。レーザー誘起プラズマの励起温度を用いることにより、ポリマーがいしの構成元素の元素比を導出する。これにより、全く未知の計測対象がいしに対して、測定条件に関わらず、正確に構成元素の比を用いることができる。また、多変量解析手法を用いて、スペクトル解析だけで、ポリマーがいしの劣化を定量的に評価する手法を開発する。これらにより、運用中のポリマーがいしの劣化状態をリアルタイムに計測することが可能となる。さらに、可搬型の装置を開発し、現場計測により上記技術の有効性を実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザー誘起ブレークダウン分光（LIBS）を用いたがいしの非接触・非破壊劣化診断技術の開発において、2023年度に開発した可搬型LIBS装置を用いて、以下の成果を得た。
(1) がいし付着塩分の計測：磁器がいしを模擬した円盤状のサンプルに人工的に塩分を付着させ、LIBS計測を行った。レーザーエネルギーを変化させた時の各元素の発光強度、および基準元素に対する発光強度比のSDDに対する変化を測定した。Na I (819.48 nm)の発光はSDDが0.15 mg/cm2付近から飽和傾向を示したが、Cl I (837.59 nm)の発光はSDDが0.8 mg/cm2まで単調に増加した。また、K I (766.49 nm)、Ca II (854.21 nm)を基準元素に用いたNa/K、Cl/Caの発光強度比は、レーザーエネルギーの違いによるNa、Clの発光強度の変化を良く補正することが示された。
(2) 遠隔計測：可搬型LIBS装置を用い、離隔距離6 mにおいてがいし付着塩分の計測を行った。Na I (819.48 nm)の発光強度はSDDが0.057 mg/cm2まで発光強度は単調に増加したが、0.127 mg/cm2以上では、発光強度の変動が大きくなり飽和した。K I (766.49 nm)の発光強度との比を取ることにより変動は小さくなり、Na/Kの発光強度比はSDDが0.4 mg/cm2まで単調に増加した。これらの結果より、Kの輝線を内部標準として用いることにより、レーザー光の長距離伝搬に伴う測定条件の変化が補正され、遠隔計測において、精度のよい検量線として用いることが可能であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2024年度実施予定の研究項目の中で、「可搬型装置の開発と現場計測における実証」に関しては一定の成果を得たが、2023年度実施予定の計画、「CF-LIBSによる成分比計測の最適化」、「PLS回帰を用いた劣化診断技術の開発」に関しては、進捗が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した可搬型LIBS装置の性能評価および改良を行うと共に、CF-LIBSやPLS回帰の本技術への適用可能性を評価する。
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