2021 Fiscal Year Annual Research Report
コネクタレス海洋探査システムの開発に向けた基礎研究
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19K04876
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
石渡 隼也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 技術主任 (60834645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 朝哉 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 主任研究員 (10359127)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 非接触伝送 / 伝送効率 / 伝送コイル / 海中コネクタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、コネクタ浸水への抜本的な問題解決のため、海中コネクタおよび海中着脱コネクタを非接触コイルに置き換えることでコネクタレス化を図ったコネクタレス海洋探査システムを提案し、システム実現に向けた基礎研究を実施した。
実施事項として、まずコイル間における基礎伝送特性の把握を目的とし、同径コイル間の距離を変えての一対一伝送、異なる径のコイル間の一対一伝送、および並列配置による二対一および一対二伝送といった様々なコイル配置関係における基礎的な伝送特性を評価した。
次に海水や耐圧容器に使用される金属などコイルの周辺環境が伝送効率に与える影響評価、金属による伝送効率影響を抑制するための対策の効果検証、およびkQ積理論を用いた最大伝送効率伝送評価を評価した。さらに海底ネットワークを始めとした海底構造物上の設置機器をコネクタレス化する、海底探査システムの構築へ向けた超多段システムを想定した、多段式非接触通信の伝送効率を評価した。
これらの評価結果を基に、実運用中のROVを想定した母船、ROVおよび海中構造物2基からなる海洋探査システムにおいて、海中コネクタおよび海中着脱コネクタを非接触コイルに置き換え、母船から給電された電力でROVが海洋観測および海中構造物への給電のオペレーションが実現可能かを電力計算により評価した。結果として、ROV搭載機器の稼働に問題ない電力を得られること、およびROVを介して海中構造物内の搭載機器に対し十分な給電が可能なことがわかった。また超多段非接触給電システムにおいて、増幅器および複数のセンサが存在する構成における各負荷への給電のケーススタディを行い、コイル段数、巻き数および増幅装置有無など種々の条件における、給電時間とセンサ稼働可能時間の関係を明らかにした。
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