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

2022 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: 水位計測 / 船側波形 / TDR / 時間領域反射法 / 水位計 / 電気抵抗式水位計

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TDR計測装置と同時に模型船を使用した波浪中水位計測実験を複数の波浪条件で実施している。本年度は昨年度に得られた実験データから解析手法を検討した。複数のセンサ同士の干渉はなかったものの、環境が主因と推定されるノイズからのデータ分離方法を考案し適用したところ良好な結果を得ることが出来た。
（２）TDR計測システムの詳細設計と試作
前年度末に(1)と同様に波浪中に模型船を曳航し船側に発生する波高を複数のTDR方式を採用した水位センサで計測する実験を行った。また電気抵抗式水位計との比較のためTDR方式と電気抵抗式の水位計センサを模型船の両側面にそれぞれ配置している。TDR計測システムにノイズ対策として、各センサ端子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てシステムを構築した。さらにこれを用いた電気抵抗式水位計とTDR方式水位計の同時水槽実験を行っている。また、実船への搭載を考慮し5mの長尺センサを製作して静的に水位を変化させ水位に比例したパルス反射が得られるか実験を行った。いずれも結果は信号反射の画像データ時系列として得られるため、これから水位成分を取り出すアルゴリズムの検討とソフトウエアの試作を行い、解析手法の検討を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度、新型コロナ対策により実験スケジュールが逼迫し実験できない状況があったため玉突き的に作業が遅延している。突発的に空いた時間等を使って実験を行ったがスケジュール的に無理があり作業が進まなかったり、実験までに計測装置の納品が間に合わない等のトラブルがあった。可能な限り復旧に努めある程度の結果を得ることは出来たが解析までの時間的余裕がなくなってしまった。

Strategy for Future Research Activity

1)電気抵抗式水位計については解析方法を確立し、データ整理を進める。
2)TDR方式の水位計についてはセンサの出力解析ソフトウエアを開発し、リアルタイムに水位変化を捉えられるようシステムを構築して、1)の電気抵抗式水位計との比較を行いTDR方式での水位計測の有効性を確認する。

Causes of Carryover

前年度論文投稿を予定していたが、解析作業が遅延していたため投稿できなかった。本年度は2本の論文投稿と学会講演発表を予定しており、投稿料、講演参加費で使用する見込みである。