2015 Fiscal Year Research-status Report
単一超音波センサを用いた浮遊砂濃度・粒径情報の同時推定の試み
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26630225
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
加藤 茂 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穂積 直裕 豊橋技術科学大学, 国際協力センター, 教授 (30314090)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超音波パルス / 粒径 / 周波数情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，浮遊砂中の粒径情報取得のための周波数分割方法の検討と，得られた粒径情報に基づいた浮遊砂濃度推定方法の検討に取り組んだ．
前年度までに，パルス波による反射エコー強度から浮遊砂中の平均的な粒径情報の推定の可能性が示されていた．その際は，比較的粒径の揃ったガラスビーズ（単一粒径土砂を想定）を用いていたため，今年度は大きさの異なった数種類のガラスビーズを用いた実験用試料を作成し，そこからの反射エコー情報の取得を試みた．しかし，同じ試料を用いた実験を実施しても，類似の反射エコーデータを取得することができず，実験の再現性が確保できなかった．そこで，再度，計測システムの改良を行った．
具体的には，計測システムのデータ送受ケーブルのノイズ低減対策を実施するとともに，アンサンブル平均処理，解析データの切り出し処理，周波数解析のためのデータ補間処理を改善し，より安定した反射エコーデータを取得可能なシステムに改良を試みた．
本研究における計測システム構築には，実験の再現性を確保することが非常に重要であるため，当初の研究計画から少し遅れることになるが，今後のデータ解析の信頼性を高めるためにも，先に計測システムの改良に取り組み，その結果を踏まえて周波数分割方法の検討を行った．その結果，用いているパルス波の中心周波数（約1MHz）とデータ計測分解能（サンプリング周波数20MHz）では，詳細な粒径情報の取得は困難であったため，平均粒径とそれを形成する粒子のバラつきに関する情報取得に絞ることとした．
得られた平均粒径情報を基に，試料中の粒子濃度の推定を行ったが，十分な推定精度を得るまでには至らなかった．さらなる計測システムの安定性，実験の再現性の確保とデータ取得・解析を実施することが必要であると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計測システムの不具合が生じ，平成26年度の実験結果を再現することが困難となったために，予定外の計測システムの見直し・改良が必要となった．そのため，本来実施する予定であった混合粒径粒子を用いた実験開始が大幅に遅れた．しかし，システム改良にめどが立ったため，次年度以降に遅れは挽回できるものと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
安定した計測システムの構築には，今後も随時修正・改良が必要となると思われるが，それらの作業と並行して，当初予定していた混合粒径粒子を用いた実験を様々な条件で実施し，データ蓄積とその解析による粒径び濃度情報の推定方法の提案を目指す．
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| Causes of Carryover |
計測システムのトラブルにより，当初予定していた実験の開始が大幅に遅れため，実験実施・データ解析のための計上していた消耗品費や業務補助費に差額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画から遅れている実験を計画通り実施するために，実験消耗品の購入や予定よりも多めの実験・データ解析補助者を雇用を見込んでいる．
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