2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19K15006
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
飯泉 英昭 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (90635822)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 動的圧力 / レーザー干渉計 / インフラサウンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、大気圧の動的計測技術の開発である。大気圧を基準とした数百 Pa以下、数 Hz以下の圧力変動を対象とし、高速測定が可能な光学的手法を用いた圧力計測システムの開発を行った。
まず、マイケルソン干渉計を利用したレーザー測長器により圧力容器内の圧力を測定するシステムの構築を行った。レーザー測長器の参照光路、測定光路に同じ長さの光学窓付き圧力容器をそれぞれ設置した。光学系の幾何学的長さを一定にすることで、参照光路と測定光路の光路長差をレーザー測長器で測定できる。光路長は気体の圧力に依存するため、事前に関係を評価することで、圧力変動の測定が可能となる。参照光路側の容器の圧力を一定に保つことで、測定光路側の容器の圧力変動を測定することに成功した。
構築した測定システムの安定性向上のため、振動対策や断熱材等による周囲環境の安定化を行った。これにより、測定ノイズレベルが改善し、1 Pa以下の圧力変化をレーザー測長器で測定することに成功した。圧力変化に対する光路長変化の関係を静的条件で評価した値が、空気の屈折率の圧力依存性と容器の長さから推測できる値とおおむね一致することを確認できた。
また、ベローズと加振器を組み合わせることにより、体積変化による圧力変動の発生にも成功した。
信頼性のある圧力変動測定技術を確立することにより、20 Hz以下の空気振動であるインフラサウンド観測の現場で使用されている圧力計の動的特性を評価するための基準とすることができ、観測の精度、信頼性の向上に貢献できる。
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