| 研究概要 |
大深度における地下利用施設が計画されつつあるが,このような地下施設あいは鉱山などの地下空間は,大気から隔絶されることから通気(換気)が不可欠である。一般に地下風道の風量は,岩盤温度,涌出水,入気温度の季節変動などの自然条件および自然通気圧の影響を受けるほか,運搬路を兼ねることで抵抗変化によって大きく変動する特徴がある。超音波を利用することにより,風道内での作業者あるいは運搬車両等の通過の障害とならずに平均風速に関して比較的推定精度の高い風速モニターとなり,センシング部分に超音波送受波器を用いることで長期的耐久性および保守性に優れたモニターとなりうる可能性がある。本研究では,地下風道の風速および風向変動に対応可能な超音波を用いた風速モニターの構成システムおよび測定手法を開発することを目的としたものである。超音波を利用した風速モニターの開発を試みた。
本年度は,新たに超音波風速モニターを設計・製作し,他の準風速計との比較検討を実施した。その内容は以下の通りである。
1)モデルベースの風速モニターによって得られたデータの解析を実施した。
2)超音波風速モニターの改良点をリストアップし,超音波風速計の基本設計を実施した。
3)地下環境に適応できる電源および防護ケースを含めた,風速モニターの設計を実施した。
4)実験室段階での風速モニターの精度を検討するため,較正実験用の試験風路(直径350mm)を使用し,熱式風速計との比較を行うことによって風速の校正を流速範囲0.3〜4.0m/sで実施した。
以上の結果,本試作の超音波風速計の線形性は±2%以内であることが確認された。また研究室屋上の自然風を利用した試験測定結果から超音波風速モニターは,風向を正負の値として計測でき,応答性も0.1秒以内であることを確認した。現在,実際の地下空間に設置し,試験測定を実施している段階である。
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