研究課題
基盤研究(C)
試験体表面に生じる非定常な微小変動圧力場（基準圧力の0.1%以下）をとらえる感圧塗料（PSP）計測法の確立を大目的とする。特にその中で大きな課題となる、微小変動のみ抽出する差分計測法と高速応答性を有するPSPを融合した差分PSP計測法の研究開発を目的とする。提案する新規PSP計測法は(1)基準圧と変動圧に対応する発光ピークを持つ2色発光を有し、かつ高速応答性を有する2色非定常PSPの開発、(2)異なる波長領域の発光量を差分回路を通して差分量とし、デジタル記録する差分計測法の開発およびそれらを融合したシステムにより構築される。(1)を満たす発光色素としてフルオロセインとルテニウム錯体を用いた2色非定常PSPを開発した。高速応答性を有する基盤としてTLC（thin-layer chromatography）または塗布可能なポリマーセラミックを用いた。これらの開発したPSPは、衝撃波管を用いた応答性試験により数マイクロ秒の応答性を有することを確認した。(2)分岐ファイバー先端にフォトダイオードと各発光ピークに適合する干渉フィルタを取り付け、(1)で開発したPSPの2色発光を取り込む装置を開発した。各発光信号は差分回路で差分信号としてオシロスコープでデジタル化して取得することが可能である。大気圧付近（900～1100hPa）で較正試験を行い、圧力感度が-1.2%/hPaを得ることに成功した。これは基準圧力1000hPaに対し、発光量が1.2%変化することを示す。共鳴管を用いた実証試験では、振動周波数を233Hz、466Hz、699Hzの3種類に変更して行った。電子式圧力センサから得られた圧力変動値とは3.0kPa、3.1kPa、0.7kPaの絶対誤差が生じていた。しかし本計測法により、半定量的に圧力変動値を計測することが示され、本システムの有用性を示すことに成功した。
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AIAA paper
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