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6自由度の運動,圧力・温度の同時測定可能な高感度ポリマーMEMSセンサーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 11F01057
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 流体工学
研究機関立命館大学

研究代表者

大上 芳文  立命館大学, 理工学部, 教授

研究分担者 DINH XuanThien  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 外国人特別研究員
DINHXUAN Thien  立命館大学, 総合理工学研究機構, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードマイクロポンプ / 加速度センサー / 噴流 / MEMS / 撹拌装置
研究概要

熱感知型加速度計の数値シミュレーションにおいては,与える加速度のベクトルの大きさの組み合わせの数を増やし,シミュレーションを行い,出力のデータを収集した.加速度の大きさを昨年度の10倍の200Gまで増やし,センサーとしての感度,精度,干渉度を明らかにした.実用化された場合のスペックを明らかにしたことは重要である.さらに,加速度に単振動を与えることで,センサーとしての応答性や追従性の解析も行った.
実際にセンサーとして機能させるために,適宜,出力値を設定し,与えられた加速度を正確に逆計算する手法も構築した.
動作流体として空気以外の気体(ヘリウム)を用いてシミュレーションを行い,熱力学的な相似性の解析を行い,気体の物性値とセンサーの設計に関する考察も行った.
噴流型加速度センサーの数値シミュレーションについては,新たに3層構造のセンサーの設計を行った熱線センサーを設置する中間層のみ標準のMEMS技術で作製し,他の層は熱エンボス加工か旧来の機械加工で作製できる。噴流が出る流路の形状を2つ用意し(流路がやや広い:Type1,やや狭い:Type2),それぞれについての特性調査を行った.噴流を作るためのピエゾ素子の振動数を変化させ,最適な値が存在することを明らかにし,その値を算出した.Y軸周りとZ軸周りの加速度に対するセンサーの感度はType2の方が良いことが明らかとなった.しかし,両加速度の干渉による誤差出力も大きいことが明らかとなり,さらなる設計の考慮が必要であることが分かった.
これらの研究報告は3件の国際会議,3件の国内会議で行った.また,噴流型加速度センサーについては今年の1月に学術誌に掲載された.

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Design and simulation of MEMS-based dual-axis fluidic angular velocity sensor2013

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y Ogami
    • 雑誌名

      Sensor and Actuator A

      巻: 189-15 ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dynamic Model of Valveless Micropumps With a Fluid Damping Effect2011

    • 著者名/発表者名
      T X Dinh, Y Ogami
    • 雑誌名

      J.Micromech.Microeng.

      巻: 21-11 号: 2 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1088/0960-1317/21/2/025015

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Integrated Pumping and Mixing Device2011

    • 著者名/発表者名
      Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 6 号: 6 ページ: 949-961

    • DOI

      10.1299/jfst.6.949

    • NAID

      130001090012

    • ISSN
      1880-5558
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing Enhancement by Microrotor in Step Channel2011

    • 著者名/発表者名
      Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 雑誌名

      Trans.ASME, J.Fluids Eng.

      巻: 133-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MEMS熱検知型3軸加速度センサーに加速度や振動を与えて,3軸でのセンサーの感度と応答性を数値シミュレーションで解析する研究2013

    • 著者名/発表者名
      長谷川祐希, Thien X. Dinh, 大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会平成24年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪工業大学(大阪府)
    • 年月日
      2013-03-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design of a Triple-Axis MEMS-Based Fluidic Gyroscope2012

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      IEEE Sensor
    • 発表場所
      台湾(台北)
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A Realizable MEMS-Based Triple-Axis Fluidic Gyroscope Sensor2012

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      9^<th> Int. Conf. Flow Dynamics
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン(宮城県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] MEMS-Based Dual-Axis Gyroscope Sensor2012

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      2012 Mechanical Engineering Congress
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A triple-axis Fluidic Angular Rate Sensor2012

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      2012 IEEE/ASME Int. Conf. Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      台湾(高雄)
    • 年月日
      2012-07-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CFDによる3軸ガスレートジャイロの設計2012

    • 著者名/発表者名
      石原, 大上
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 熱感知型3軸加速度センサーに関する数値流体力学的研究2012

    • 著者名/発表者名
      遠藤, 大上
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成23年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Three-axis Thermal Accelerometer2011

    • 著者名/発表者名
      Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 学会等名
      2011ASME Int.Mechanical Engineering Congress and Exposition
    • 発表場所
      Denver, Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of a Triple-Axis Thermal Bubble Accelerometer2011

    • 著者名/発表者名
      Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 学会等名
      8^<th> Int.Conf.Flow Dynamics
    • 発表場所
      Miyagi, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of a three-axis accelerometer2011

    • 著者名/発表者名
      Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 学会等名
      JSME Congress
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Dynamic Model of Valveless Micropumps with Squeeze Film Effect2011

    • 著者名/発表者名
      N T M Le, Thien X.Dinh, Y.Ogami
    • 学会等名
      JSME Congress
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 熱感知型加速度センサ2011

    • 発明者名
      大上芳文, ディン スァン チェン
    • 権利者名
      学校法人丘命館
    • 産業財産権番号
      2011-242107
    • 出願年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2011-12-22   更新日: 2024-03-26  

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