海洋養殖のためのライダーを用いたクロロフィル計測システム

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K04132
• Research Institution: Toba National College of Maritime Technology
• Principal Investigator: 北原 司 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (80303444)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ライダー / クロロフィル / 海洋養殖

Outline of Annual Research Achievements

レーザー誘起蛍光法を用いたクロロフィル検出用ライダーシステムの改良を行った。
昨年度、構築したシステム及びその実験において海水中からの蛍光強度が見積りより低いことが分かり、本年度は受信系システムの見直しを行った。光電子増倍管(PMT)からの受信信号について、光学系の効率化を行い、新たなアンプを用いることでこれまでの5倍の増幅度とし、高速なオシロスコープにて受信を行うこととした。改良後に行った室内での試験では、波長685nm付近のクロロフィルの赤色蛍光をこれまでより高感度で検出することができた。
しかし、結果として観測を行えるが、まだ十分な信号強度までは取得できておらず、時間分解能、距離分解能について目標とする値より低くせざる得ない状態であった。そこで、受信方式をアナログ方式からフォトンカウント方式への変更も視野に入れて検討を開始した。現在、フォトンカウント方式での受信系を用いた実験の準備を行っている。
一方、上記の観測に用いる制御、信号処理を行うソフトウェアの整備も順次行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

海水中からの蛍光強度が当初の見積りより低いことが分かり、受信系の見直しを行ったため、研究計画から遅れが生じている。
現在使用している受信機器の感度を高めるための改良を行った。これによる再実験、再評価を行ったため時間を要した。しかし、再実験では、クロロフィルの赤色蛍光を検出した値では、観測を行えるがまだ十分な信号強度と言えないことが分かった。現時点で、受信方式をアナログ方式からフォトンカウント方式へ変更し、こちらの方式でも実験を行うことを予定している。

Strategy for Future Research Activity

クロロフィル検出手法を確立させるため、プロトタイプシステムでの受信系の方式を早期に確定し、システムの構築を急ぐ。またその際に決定された観測機器パラメータから、汎用システムの構築を進めていく。汎用システムを構築する際、受信系の感度について検討が必要であり、これについても高感度のセンサーへの変更を行うことを予定している。
最終的に海洋でのテスト観測を行い観測からデータ取得・処理までを完成させる。

Causes of Carryover

昨年度までの実験において海水中からの蛍光強度が見積りより低いことが分かり、受信系システムの見直しを行った。そのため、当初購入予定がなかったデジタルオシロスコープを購入している。
受信系の見直しによる受信方式の決定がまだできておらず、その後に必要とされる機器のついては選定せず次年度の購入とすることになった。