2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K04653
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
潮見 幸江 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (60584266)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地下探査 / 移動観測 / マッピング / 重力勾配 / 干渉計 / 火山 / 山体斜面 / 道路陥没 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地下構造を検知する手法としては、これまで様々な技術が適用されているが、従来の技術では、地形や地質の影響や、地面振動や電磁ノイズの影響を受けるため、市街地や活火山、沿岸域や山体斜面等において高精度観測を行うことが困難であった。これらを解決する手法として、我々はレーザー干渉計型重力勾配計の開発を行っている。
レーザー干渉計型重力勾配計は、真空槽内で光学素子を搭載した二つの物体（落下体）を自由落下させ、その落下加速度の差をマイケルソン干渉計で測定することで、重力勾配を測定する装置である。干渉計型重力勾配計の構想については、1970年代から議論が行われてきたが、真空槽内での落下体の制御等が困難で、現在まで実用化されていない。そこで我々は独自の落下体投げ上げ法を開発し、0.1μGal以下の高精度で自由落下加速度の差を測定できる技術を開発した。本研究では、この装置を運搬体に搭載して移動観測を実現できるように小型化開発に重点を置いて研究を行っている。この装置を運搬体に搭載して市街地等で移動観測を行い重力勾配マップを作成することができれば、道路陥没等の地下構造に起因する災害をこれまでより正確に推定できる可能性がある。
1年目と2年目には、先行研究で開発した小型重力勾配計を移動観測に適用できるようさらに小型化するため、真空排気系の試験と光学系の小型化開発を行った。また装置を搭載する運搬車として市販のクローラを導入し搭載試験を実施し、運搬体上でも目標精度での測定が可能であることを確認した。
運搬体搭載試験を行っていた際、落下体投げ上げ駆動用の電磁アクチュエータが正常に駆動しないことがあったが、原因が特定できなかった。そこで、本年度は運搬体搭載時であっても容易にメンテナンスできるように、単純な機械要素を用いた投げ上げ駆動機構を製作した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
上述の通り、運搬体搭載時に駆動機構に不調があったため、本年度は運搬体搭載時にも容易にメンテナンスが行えるように、新たな駆動機構を作製した。この機構を装置に取り付け試運転を行ったところ、投げ上げ距離が大きすぎる、鉛直方向の調整が容易ではない、などの問題が生じ、実験開始までの調整作業（ばねの選定、駆動軸の調整等）に想定以上の多くの時間がかかった。そのため、投げ上げ試験のデータ解析及び性能評価は完了していない。また、この機構では電源系が異なるため、これまで利用していたデータ収集及び駆動制御系が適用できない。今後重力勾配測定を行うには、新たに自動連続測定のためのシステム構築を行う必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在コロナ禍の影響で実験室があるキャンパスでは入構が規制されており、実験を計画通り実施することが困難な状況ではあるが、今後は運搬体搭載用マウント機構を設計し外注にて作製を行い、入構許可が出た段階で搭載試験を実施する予定である。搭載試験で十分な性能をもつことが確認できた場合は、結果を学会で発表する。
また本年度は感染拡大防止のための入構規制が今後も何度か実施される可能性があるため、計画当初よりは範囲と規模を縮小し、また吊具等の機材を工夫し、少人数で実施できるような実験内容を新たに考案して研究を遂行する。
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| Causes of Carryover |
真空排気系の小型化に関する試運転及び駆動機構の投げ上げ試験データの解析が完了していない等、研究に遅れが出ており、移動観測に必要な物品の具体的な仕様を選定できなかったため。
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