| 研究課題/領域番号 |
20K14754
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
山口 達也 日本大学, 理工学部, 助教 (90822205)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 振動センサ / 光ファイバセンサ / ファイバブラッググレーティング / 波長掃引レーザ / 実時間計測システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、橋梁やパイプラインといった社会インフラから、航空機などの稼働構造物までを、長期的かつ安定的に監視するため、腐食に強く、センサ部に電源供給がいらない光ファイバセンサを用いた振動計測システムの開発を目指す。まずは長さの異なる光ファイバで構成した複数の光路を有するバッファ光学系を用いてレーザ光源の高速化を試みる。さらに、ディジタル信号処理が可能なField Programmable Gate Array(FPGA)を用いた実時間振動計測システムを開発し、その有効性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では安全・安心な社会づくりに貢献するため、光ファイバセンサを用いた高速振動計測システムの開発を推進した。主な成果としては、(1)高性能レーザ光源（バッファ型波長掃引レーザ）の開発及びその動作特性の評価、(2)バッファ型波長掃引レーザによる300kHzの測定スピードの実現、(3)パルス変調を利用した距離レンジの拡大手法の開発、(4)高速ディジタル演算回路に基づくシステムのリアルタイム化と多チャンネル化などである。また、本研究を発展させ、ガス成分分析に適用できる高速分光測定システムも開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光ファイバセンサは主成分がガラスで構成されているため、高い耐久性を備えており、社会インフラから極限環境下に至るまで多様な応用が検討されている。本研究では光ファイバセンサの多点性能と高速性能の改善を図るため、バッファ型波長掃引レーザを用いた光ファイバセンサの計測に挑戦した。本成果は波長掃引レーザを用いる方法において世界最速のリアルタイム計測を実現した技術であり、学術的意義は大きい。本研究をさらに発展させることにより、物体内に伝わる高速振動を光ファイバセンサでとらえることで構造物の損傷評価システムの開発につながることから、社会的意義も大きい。
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