2018 Fiscal Year Research-status Report
低反射率FBG-FPIを用いた光ファイバ型多点振動センサ
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18K04190
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
和田 篤 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (40434021)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光ファイバ / センシング / 分布測定 / 干渉計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、計測部配置の自由度を確保しつつ、一本のファイバ上に設置した100 点を超える測定点における振動を同時に測定可能な光ファイバ型多点振動センサを実現する事である。センサ素子として低反射率の光ファイバブラッググレーティング(FBG)で構成したファブリペロー干渉計を導入し、センサ応答の読み出しに半導体レーザの高速波長掃引を用いて、自由な設置が可能な多点振動センサシステムを実現する。
既に、外部業者に依頼して試作した低反射率FBG-FPI と、通常の波長可変レーザーを用いて、低速な多点ひずみセンシングの実験系を実際に構成して動作確認を行っている。低反射率FBG-FPI からの反射スペクトルは確かに正弦波の構造を有している事、周波数解析する事で各FBG-FPI からの信号を分離し、多点同時測定が可能な事が確認できていた。
本年度は、半導体レーザの高速波長掃引を用いたセンサ応答の読み出しの実証実験を行った。半導体レーザの注入電流を変調すると、狭い範囲内ではあるが高速な波長掃引が可能である。今回はこの狭い範囲内における掃引によって、充分にセンサ応答が読み出し可能かに主眼を置いて検討を行った。狭い範囲の掃引によって読み出されたセンサ素子の反射スペクトルをそのままフーリエ変換した場合は、側帯波の影響による雑音が確認されたが、この影響は一般的な窓関数を適用する事で取り除くことができた。
また、当初は計画にはなかったが、センサ素子の高機能化に着手している。センサ素子の母材を通常のシングルモードファイバから偏波保持ファイバに変更する事で、ひずみと温度を同時に特定できる。試作した新たなセンサ素子を用いてひずみと温度の同時多点測定システムを構築中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
採用を検討していた高速化手段が問題なく適用可能である事を実験で確認できた。更に、当初は予定していなかったセンサヘッドの高機能化にも取り組んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
温度とひずみの多点同時計測を実現するセンサシステムを構築し、その性能を評価する。その後、ひずみの多点同時計測に使用した高速化手段を温度とひずみの多点同時計測センサシステムに導入する。
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| Causes of Carryover |
もっとも大きな理由は海外旅費の繰り越しである。研究を発表する場として最も相応しいと考えている国際会議は開催周期が1.5年周期であり、今年度開催の発表申込は前年度末に締め切られていた。その為、次年度に開催される会議で発表する計画である。
使用計画は、次年度に開催される国際会議への参加費用及び渡航費用に使用する。
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