1997 Fiscal Year Annual Research Report

光ファイバーを用いた内視鏡型レーザスペックルひずみ/損傷計測システムの開発

Research Project

Project/Area Number	09555032
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	小倉敬二大阪大学, 大学院・基礎光学研究科, 教授 (70029007)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	市原宗明三菱電線工業(株), 光電波システム部, 研究員木田勝之大阪大学, 大学院・基礎光学研究科, 助手 (00271031) 西川出大阪大学, 大学院・基礎光学研究科, 助教授 (90189267)
Keywords	半導体レーザ / 小型CCDカメラ / ひずみ計測 / 評点距離 / 1光束2センサ / 1光束1センサ / ミラー導光 / スポット径
Research Abstract	本年度は開発の第一段階として計測ヘッド部寸法約60mm×30×25mmの小型ひずみ計測システムを試作した.このシステムは小型1/4インチCCDカメラと小型半導体レーザを用いることにより小型システムとした,また現有システムである1光束2センサシステムと新たに提案する1光束1センサシステムの小型計測ヘッド部を作製した.さらに小型計測システムの計測分解能向上のためミラーを用いた計測システムについても検討した.得られた結果を以下にまとめて示す. 1.単軸引張試験により1光束2センサシステムと1光束1センサシステムの精度検定試験を行った.両システムともレーザスポット径d(計測標点距離)が0.35mmという小標点距離であっても精度の良いひずみ計測が可能であった.このときのレーザ波長λは633nm,センサ距離Lは20mm,センサ角度θは60°であった.ビーム径が細くなるとともにスペックルパターンが粗くなるので,センサ距離Lを小さくする必要があることがわかった.しかしセンサ距離Lが小さくなると計測分解能が悪化した.そのため本実験の波長λでの標点距離とセンサ距離の限界は,それぞれd=0.35mm,L=20mm程度であることがわかった. 2.1光束1センサシステムでは剛体変位の影響を取り除くため,計測対象に計測ヘッド部を固定する方法を考案した.これにより精度良くひずみが計測できることが分かった.また従来システムでは計測位置がずれていくような数%にも達するひずみ計測に対しても同一点のひずみが計測可能であることが分かった. 3.システム小型化のためセンサ距離Lを小さくする必要があるが,このことは計測分解能の低下を招く.そこで計測分解能の低下を防ぎながらなおかつ小型化する方法として,スペックルをミラーで正反射させセンサ距離Lを稼いぐ方法を考案した.ミラーにより導光することにより,観察距離を稼ぎながらスペックル移動を捉える計測システムが有効であることが分かった.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 脇裕之, 高山裕: "小領域計測用レーザスペックルゲージの開発と異種接合材の変位/ひずみ計測への応用" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 5-59-5-60 (1997)
[Publications] 小倉敬二, 西川出, 伊暁: "高温下ステンレス鋼およびインコネル合金応力集中部のひずみ計測と疲労き裂発生寿命の検討" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-51-12-52 (1997)
[Publications] 小倉敬二, 西川出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "窒化ケイ素およびアルミナセラミックスのCOD計測と疲労き裂進展挙動" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-59-12-60 (1997)
[Publications] Keiji OGURA, Izuru NISHIKAWA, Xiao YI: "Laser Speckle Strain Measurements and Fatigue Strength of Sharply-Notched Stainless Steels at Elevated Temperature" International Conference on Materials and Mechanics '97. 757-762 (1997)
[Publications] 小倉敬二, 西川出, 伊暁: "高温下アルミナ溶射切欠材の局所ひずみの計測と疲労強度" 第41回日本学術会議材料研究連合講演回前刷集. 331-332 (1997)
[Publications] 小倉敬二, 西川出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "セラミックスき裂のコンプライアンス変化と亀裂進展" 日本材料学会第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 10-14 (1997)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

光ファイバーを用いた内視鏡型レーザスペックルひずみ/損傷計測システムの開発

Principal Investigator

小倉 敬二 大阪大学, 大学院・基礎光学研究科, 教授 (70029007)

Research Products

[Publications] 小倉敬二, 西川 出, 脇 裕之, 高山 裕: "小領域計測用レーザスペックルゲージの開発と異種接合材の変位/ひずみ計測への応用" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 5-59-5-60 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川 出, 伊 暁: "高温下ステンレス鋼およびインコネル合金応力集中部のひずみ計測と疲労き裂発生寿命の検討" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-51-12-52 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川 出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "窒化ケイ素およびアルミナセラミックスのCOD計測と疲労き裂進展挙動" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-59-12-60 (1997)

[Publications] Keiji OGURA, Izuru NISHIKAWA, Xiao YI: "Laser Speckle Strain Measurements and Fatigue Strength of Sharply-Notched Stainless Steels at Elevated Temperature" International Conference on Materials and Mechanics '97. 757-762 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川 出, 伊 暁: "高温下アルミナ溶射切欠材の局所ひずみの計測と疲労強度" 第41回日本学術会議材料研究連合講演回前刷集. 331-332 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川 出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "セラミックスき裂のコンプライアンス変化と亀裂進展" 日本材料学会第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 10-14 (1997)

小倉敬二大阪大学, 大学院・基礎光学研究科, 教授 (70029007)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 脇裕之, 高山裕: "小領域計測用レーザスペックルゲージの開発と異種接合材の変位/ひずみ計測への応用" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 5-59-5-60 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 伊暁: "高温下ステンレス鋼およびインコネル合金応力集中部のひずみ計測と疲労き裂発生寿命の検討" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-51-12-52 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "窒化ケイ素およびアルミナセラミックスのCOD計測と疲労き裂進展挙動" 日本機械学会講演論文集. No974+1. 12-59-12-60 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 伊暁: "高温下アルミナ溶射切欠材の局所ひずみの計測と疲労強度" 第41回日本学術会議材料研究連合講演回前刷集. 331-332 (1997)

[Publications] 小倉敬二, 西川出, 門阪宗樹, 田中盛彦: "セラミックスき裂のコンプライアンス変化と亀裂進展" 日本材料学会第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 10-14 (1997)