FBG光ファイバを用いた多点型圧力センサの開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19656053
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 中島 円 Kanazawa Institute of Technology, 工学部, 准教授 (70322542)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深澤 塔一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80143171)
• Keywords: 圧力センサ / FBG光ファイバ

Research Abstract

FBG光ファイバを用いた表面貼り付け型圧力センサを開発するにあたり、仕様決定および評価試験を実施した。
1. 圧力センサ仕様決定
5mmのグレーティング部をもつFBG光ファイバを用いてダイアグラム構造の評価試験センサを作成し、受圧面フィルムの材質、ダイアフラム径、ファイバプリテンションを変化させ校正実験を行った。その結果、直径6mmのダイアフラム径、厚さ50μmのポリエステル受圧面フィルムを用い、0.4Nのプリテンションをかければ感度がよくかつ線形性のあるセンサが作成できることがわかった。また、受圧面フィルムとFBG光ファイバの間にスペーサーを設置しファイバに集中荷重をかける構造にすることで、安定計測および負圧測定を実現した。
2. センサ性能評価
(1)船舶の水槽試験における模型船の表面圧力を測定するためにポイント型圧力センサを作成し、回流水槽を用いて円柱表面圧力を測定した結果、定常流場の圧力測定は可能であることがわかった。このセンサを用いて模型船表面の圧力を測定し、船首、船尾といった比較的曲率半径の小さな箇所に貼付することができ、従来測定が困難な個所の圧力測定が可能となった。
(2)風洞試験における2次元翼の表面圧力を測定するためのフィルム型圧力センサを作成した。正圧、負圧の測定ができ、迎角変化に伴う圧力値の変化をとらえることが可能となったが、フィルム型としたため干渉が見られた。平成20年度はグレーティング部の固定方法をさらに検討するなどして、圧力センサの性能向上をはかる予定である。