2006 Fiscal Year Annual Research Report
坑井掘削音を利用したインテリジェント光ファイバLWDシステムの開発
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18360428
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
浅沼 宏 東北大学, 大学院環境科学研究科, 助教授 (50250717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新妻 弘明 東北大学, 大学院環境科学研究科, 教授 (90108473)
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| Keywords | 光ファイバセンサ / FBG / LWD / 音波検層 / 温度検層 / 坑井掘削音 |
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| Research Abstract |
本研究は,光ファイバに作成したFBGをセンサとして利用し,多機能LWDシステムを開発することを目的として実施している。平成18年度の成果は以下の通り。
(a)光/電子回路および信号処理部の開発(浅沼:新妻)
-広帯域位相シフト干渉計および光・電気変換回路の設計と試作:申請者らが製作・使用してきた位相シフト干渉計,光/電気変換回路の原理に基づき,新たに100kHz程度までの帯域を有する干渉計,回路を設計・試作し,FBGセンサを接続して性能を評価した。
-遅延時間推定法の検討:一般化相互相関関数の原理に基づく遅延時間推定を検討し,シミュレーション,および,実データの解析により,最適な解析方法およびパラメータを決定した。
(b)センシング部の開発(浅沼)
-坑壁へのセンサ接触法の検討:FBGセンサあるいはハイドロフォンを坑壁へ接触させ,地層内を伝搬する弾性波を効率よく検出するための機構を検討した。ここではセンサを埋め込んだメタルパッドをアーム機構を介して坑井へ接触させる方法と,板ばねにセンサを埋め込む方法について実験的に検討した。
-掘削システムとセンシング部の音響的分離方法の検討:センシング部と掘削システム間のリンク部にダンピング機能を持たせ,掘削システムの振動の伝搬を抑圧する方法について検討した。
(c)システム性能の実験的評価(浅沼,新妻)
-ハイドロフォンを用いた室内実験用弾性波速度計測システムの設計・試作:センサとしてハイドロフォンを使用した実験システムを設計・試作した。
-打撃音,模擬掘削音を使用したテスト:上記の実験システムを設置した岩石試験片に打撃音,あるいは,ドリルによる振動を印加し信号を取得し,本システムの感度,周波数特性,ダンピング効果等を評価した。
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