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

2020 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 – 2022-03-31
• Keywords: 水位計測 / 波高 / TDR / 船側波形 / 導電性塗料

Outline of Annual Research Achievements

（１）導電性材料を用いた抵抗式水位計
前年度に製作した電気抵抗式水位計システムを用いて、導電性材料（銅箔）を水位センサとして用いた船体表面実装の水位計について模型船を使用した波浪中水位計測実験を実施した。計測実験した結果、造波機出力（すなわち本測定系への入力）と比較して良好な計測値を得た。
（２）TDR計測システムの詳細設計と試作
TDR計測システムの設計のため、簡易水槽およびトリミングタンクで導電性塗料センサを用いて基礎データ収集を行った。その結果、簡易水槽では問題とならなかったノイズが模型船実験用のトリミングタンクでは大きく、対策の必要が生じた。そこでノイズ対策として、各センサ端子のの出力の直近でローパスフィルターを通し、さらにプリアンプを通して増幅したのち、データを転送する方式へ変更し、機器の設計・製作を再度行った。さらに試行した結果高速A/D変換器のサンプリング周波数では信号立ち上がりを捉えるには不十分であることが分かった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

1)新型コロナウィルスによる緊急事態宣言により、職員の出勤が制限され複数人で実施する必要のある弊所施設での水槽実験が必要な人員が出勤できなくなった。このため、予定していた実験が実施できなかった。
2)TDR(時間領域反射法)の回路設計において、予備実験の結果、当初予定していた回路では対応できないことが分かった。新たに再設計するための準備等で製造を依頼する予定の業者の事業縮小などの影響があり対応が遅れた。

Strategy for Future Research Activity

1)弊所内の別な水槽で実験が可能になるよう実験方法を工夫し、複数の水槽での実験スケジュールとした。また、最小人数で実験が行えるよう計測自動化を進めてゆく。
2)高速サンプリングが実施できるよう回路の見直しを実施する。高速ADコンバータを採用し、サンプリング計測回路として信号のエッジを確実に捉えられるよう工夫する。
3）解析ソフトウエアを開発し、リアルタイムで水位計測値が確認できるようにする。

Causes of Carryover

1)計測装置の製造委託する想定業者が同事業から撤退し、代替業者を探す必要が生じたため予定していた測定装置の開発と実験が遅延した。
2)新型コロナウィルスによる緊急事態宣言のため、出勤者数に制限がかかり実験に必要な人員をそろえることが出来なかったため。