2019 年度研究成果報告書

常時励振したFBG振動子により過酷な環境下で動作可能な全光型多点振動測定システム

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06167
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	機械力学・制御
研究機関	岐阜工業高等専門学校
研究代表者	熊崎裕教岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70270262)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	FBG / グレーティングファイバ / 振動測定 / 微細加工
研究成果の概要	CF4プラズマを用いた異方性RIEにより微細加工したFBGを振動センサとして評価したが、機械的な脆弱性のため単独で振動測定に用いることはできなかった。そこで、板バネ上に固定したFBGに対し振動測定用に実験、評価を行った。具体的には、グレーティング長5mm、反射中心波長1550nmのFBGを板バネ(SUS-304、長さ20mm、幅2mm、厚さ0.2mm)に接着した。50Hz, 200 μmまでの機械的な振幅の増加に伴い、B-10 （片持ち梁、長さ10mm）の振幅に相当する電圧は単調に増加し、直線性誤差は約5%であった。応答性に課題が残ったものの約20 μmの精度で振幅測定に用いることができる。
自由記述の分野	光ファイバセンサ
研究成果の学術的意義や社会的意義	振動を光学的に遠隔測定できるシステムを提案し、FBGを加工したセンサについて検討を行った。FBGの断面に非対称性をもたせることでコアに歪みを生じるため、反射波長が変化することになる。これまで取り組んできた光ファイバの微細加工および測定技術、FBGを組み合わせれば、数十km程度の遠隔地でも周囲環境の影響を受けることなく、低周波微振動の安定的な検出が可能な光学センサに応用可能となる。光ファイバ内蔵の振動子により、小型で、耐環境性および遠隔監視性に優れた振動センサが実現できるだけでなく、光学的なシステムにより地震の予知や検知等ができれば現場で電気を必要とせず、防災リスクの低減を図ることができる。