2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22360400
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木倉 宏成 東京工業大学, ソリューション研究機構, 准教授 (00302985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 義和 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30251672)
村川 英樹 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40467668)
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| Keywords | 計測工学 / 原子力エネルギ / 流体工学 / 超音波 / 流量計測 / フェーズドアレイ / 超音波診断 / 流速分布計測 |
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| Research Abstract |
本研究では,従来行ってきた超音波流速分布計測法の高精度超音波流量計にフェーズドアレイ法を用いた診断技術を融合して,配管壁内の探傷を行いながら,流れ場の流速分布計測が可能なフェーズドアレイ探傷式超音波流速分布流量計の開発を目的とし,以下の知見を得た.
(1)フェーズド超音波パルスの金属壁透過を考慮する場合,壁厚さに対する超音波の入射条件の選択が必要である.最適入射条件は配管壁の材質,厚さおよびセンサの設置角度,発振周波数などに依存するため,現有の自動3次元音場測定装置を用いて音場解析を行った.実験では,材質の異なるアルミニウム,ステンレス,炭素鋼,真鍮などの金属板を用い,超音波測定線方向の音波を超音波ハイドロフォンによって計測した.また,液体および固体壁内の音速測定,超音波透過率測定,混入粒子の選定,測定線屈折の測定および最適入射角の選定を行った.
(2)現有の超音波流速分布流速計(UVP model X3PSi fus=2,4,8MHz)のマルチプレクサー・モードと複数超音波センサを用いた流速分布を周積分して流量算出する現有の流量システム・ソフトウェアを整備し,超音波透過特性を考慮したSN向上技術を確立した.
(3)複数のパルサ/レシーバと信号処理機から構成されるフェーズドアレイ装置を試作した.アレイセンサは現有の128CHリニアアレイセンサを用いて送受信試験を行った.パルスの遅延方法や遅延時間間隔を考慮して,8CHリニアアレイセンサを設計し,ダイナミックフォーカスやビーム走査のフェーズドアレイ独特の走査手法を用いて,従来のパルスドップラ法に加え,超音波時間領域相関法より流速分布を求めるアルゴリズムを構築した.
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