2000 Fiscal Year Annual Research Report
地下マイクロセンシングのためのマイクロセンサーの開発
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09305068
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
新妻 弘明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森谷 祐一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261591)
浅沼 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50250717)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
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| Keywords | MEMS / マイクロセンサー / 光干渉型加速度センサー / 容量型加速度センサー / 光干渉型ハイドロフォン / ファイバーグレーティングセンサー / ラドンセンサー / マイクロゾンデ |
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| Research Abstract |
本研究は,マイクロマシン技術を駆使した地下マイクロセンサーの開発と,それを用いた地下計測法の研究により,地下マイクロセンシングの基礎を築くことを目的としている。本年度の研究成果は以下の通りである。
1.弾性波センサーの開発:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーおよび光干渉型振動センサーについて,平成11年度に引き続き,(1)センサーの試作と方式上・製作上の問題点の抽出,(2)室内およびミニフィールドでの性能評価,(3)再製作,を行なった。静電容量型加速度センサーについては,低雑音電子回路部の検討および設計・製作も行った。本センサを3個金属製のマイクロゾンデにマウントし,東北大学工学部内ミニフィールドで性能試験を実施し,弾性波の3次元粒子運動軌跡の検出に成功した。光干渉型振動センサーについては多成分化のための方式の検討および試作を行い,プロセス上の問題点を解決し,その後,各センサーを正4面体状に配置した4成分センサーを試作した。また,ハイドロフォンについても光干渉型マイクロハイドロフォンを試作し,本センサーにより水中で弾性波信号を検出可能であることを実証した。ファイバーグレーティングを利用したハイドロフォンについては,方法の検討および試作を行った。
2.放射線センサーの開発:岩体内のき裂より放出されるラドンを検出するためのマイクロセンサーについて,マイクロシンチレータと光ファイバよりなるシステムを設計し,試作した。それにより基準線源からの放射線の検出に成功した。
3.マイクロゾンデの開発:光干渉型加速度センサを内蔵したマイクロゾンデについて,(1)ゾンデの設計・試作と方式上・製作上の問題点の抽出,(2)室内性能試験,を行なった。またゾンデの方向を決定するマイクロ方位計の方式を検討し,試作した。
4.ファイバーグレーティング温度センサーの開発:ファイバーグレーティングを利用した超高感度温度センサーについて設計・試作を行い,性能を評価した。
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[Publications] Hirata,K.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Silicon micromachined fiber-optic accelerometer for downhole seismic measurement"Trans.IEE Japan. 120-E. 576-581 (2000)
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[Publications] Nishizawa,M.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Miniaturized downhole seismic detector using micromachined silicon capacitive accelerometer"SEG Expanded Abstracts. (in CDROM). (2000)
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[Publications] 西澤,新妻,江刺: "シリコン容量型マイクロ加速度センサを用いた小型地下弾性波検出器の試作とその性能評価"物理探査学会第102回学術講演会論文集. 178-181 (2000)
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[Publications] 新妻: "地下マイクロセンシング技術,2-7"超音波テクノ. 12(8). 2-7 (2000)
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[Publications] H.Asanuma,M.Nishizawa,G.Suzuki,Y.Yoshida,H.Niitsuma and M.Esashi: "Miniaturized silicon capacitive accelerometer for downhole seismic measurement"Proc.InterPACK01,2001. (in press). (2001)
