| 研究課題/領域番号 |
16360111
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
機械力学・制御
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
裘 進浩 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60241585)
|
|---|
| 研究分担者 |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
内一 哲哉 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (70313038)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
|
| 配分額 *注記 |
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2005年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2004年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
|
|---|
| キーワード | 圧電ファイバー / センサ / アクチュエータ / マイクロセンサ / 気流センサ |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、金属コアを有する圧電ファイバーの電極付けプロセス、ファイバーの電気・機械及び圧電特性の計測法及び、曲率を有する圧電ファイバーの作製プロセスを開発したとともに、圧電ファイバーを用いた生体模倣型気流測定用マイクロセンサ及び構造物ヘルスモニタリング用マイクロセンサの研究開発を行った。下記の研究成果が得られた。
ファイバー表面の全面に電極を付ける場合、長さ方向の伸縮モードが測定でき、半面に付ける場合、曲げモードが測定できる。本研究では、新たにジグを設計し、既存のスパッタリング装置を用いて、全面及び半面電極を付けるプロセスを開発した。また、金属コアを有する圧電ファイバーの基本電気、機械、及び圧電特性を評価するために、独自の基本電気、機械、及び圧電特性の評価基準と測定方法を確立した。更に、多様な用途に対応させるために、曲率を有する圧電ファイバーの作製プロセスを開発した。その方法として、型に付けた状態で焼結を行うプロセスを採用した。また、高性能なファイバーを作製するために、最適な取り付け方法、焼結条件などについて調べた。
ファイバーの応用として、半面電極を付けた圧電ファイバー気流センサを作製し、その出力信号と気流の方向や強さ関係を調べた。コア入り圧電ファイバーをシャッター付の小型風洞に取り付け、シャッターを開けたとき及び閉めたときのセンサの出力電圧を測定し、出力電圧の最大値と気流加速度の関係を求めた。また、全面電極を付けたヘルスモニタリング用のファイバーを作製した。その特性を確認するために、コア入り圧電ファイバーを埋め込んだスマートボードを作製し、ボードに与えた衝撃荷重の位置同定の実験を行った。ファイバーの出力信号及び訓練されたニューラルネットワークを用いて、衝撃荷重の位置を同定し、実験値と比較した。その結果、衝撃荷重の位置を5%以下の誤差で同定できることが明らかになった。
|
