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本研究は、超遠距離かつ極めて厳しい環境下における流量計測の基盤技術開発を目標とし、要素技術であるレーザおよび超音波に着目し、超音波流量計測とレーザ超音波の専門家が連携して実施した。今年度は、昨年度取り組んだ流量計測の基礎システム構築に向けた超音波の送信部について、代表者及び分担者が協力してレーザ照射のための基礎システムの改良を行い、レーザ送信周期及びレーザ強度の制御装置を完成させた。同じく超音波の受信部についてもレーザによる非接触計測が可能なレーザ振動計および超高速サンプリングシステムを組み合わせた基本装置に関して改良を代表者が中心となって行った。一方で、超音波の送信部及び受信部を統合した流量計測の基礎システムを用いた実流試験を行うため、実流試験設備の整備・調整、及び超音波を送受信可能な試験配管の設計・製作を実施した。整備したこれらの試験装置等を用いて段階的な超音波の送受信基礎試験を行った。まず、レーザ超音波により励起し流体中へ伝搬した超音波パルスを通常のトランスデューサで受信可能であることを確認し、次にトランスデューサで送信した超音波パルスをレーザ振動計により検波可能であること、最終的にレーザのみによる超音波の送受信が可能であることを確認した。ここで超音波の送受信部には金属材料としてステンレスのほか、アルミニウム及び耐腐食性の高いSiCを用いており、いずれも超音波の送受信に成功している。これらの基礎試験結果をベースに、試験配管を流路に組み込んだ実流試験を実施した。なお、昨年度に引き続きCOVID-19の影響により第1及び第4四半期の研究活動は中断を余儀なくされたが、関連する超音波パルスを用いた流量計測法の信号処理に関する研究を実施するとともに、研究計画等の柔軟な見直しにより本研究の目的であるレーザのみを用いた超音波送受信システムの構築と実流試験による実証に成功した。
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