Development of simultaneous multipoint measurement system of ship side water level applicable to actual ship

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04867
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 池本 義範 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80358407)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 波高計測 / 水位計測 / 時間領域反射法 / TDR

Outline of Annual Research Achievements

(1)TDR法を用いた計測システムの機器構成の検討
計測アルゴリズムの検証と予備試験：TDR法は線路上にパルスを連続送信し、水面など急峻にインピーダンス変化がある箇所からの反射信号と送信パルスの合成波形の観測からパルスの旅程時間を計測する方法である。TDR法による静的な水位計測については従来の実施例があるが、本研究で目指している動的・面的な同時計測に適用した場合の課題については明らかではない。本年度は次年度の実験のための装置試作に必要な仕様を決定することを目的とし、水槽実験で動的な水位変化を捉えるための適切なパルス周波数、必要なサンプリング周波数についての検討を行った。
(2)電気抵抗法を用いた計測システムの改良
本研究ではTDR法による水位計測と電気抵抗法による水位計測の2つを比較してそれぞれのメリットと適用範囲を求めることを目的としている。電気抵抗法を用いた計測システムとして①電圧変化により水位を検出する方法②電流変化により水位を検出する方法の２つがある。①の電圧変化による水位計測実験はすでに実施し、水位計測に使用できることを確かめている。試作した②の電流変化による水位計測装置を使い実施した模型船による水位計測実験の解析を行った。その結果、電圧変化を捉える方式と比べ、ノイズが少ない利点はあるが電流が増える傾向にあるため電気分解による析出物の付着が多く、長時間の水位計測においては不利であることが分かった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、これまでの実験の解析と今後の実験を行なうための環境整備にほとんどの時間を費やし、研究成果の公表までに至っていない。しかしながら、次年度計画の計測システムの詳細設計を行い、次年度の実験実施に目処を付けている。

Strategy for Future Research Activity

昨年度製作したセンサーを含む計測システムを十分に活用し、水槽試験による計測法検証実験を主体に以下の研究を実施する。
①計測システムの詳細設計と試作
②計測アルゴリズムの決定
③送信パルスと水面からの反射波パルスの合成信号から水面までの距離を測る信号処理方法を検討する
④計測システムの検証とチューニング実験

Causes of Carryover

当該年度で実験装置の仕様検討に予定より時間がかかったため、当該年度の学会等参加が次年度送りとなった。