ヘテロコア光ファイバセンサを応用した低周波振動モニタリングの研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14930
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
• 研究機関: 創価大学
• 研究代表者: 山崎 大志 創価大学, 理工学部, 助教 (30822663)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 光ファイバセンサ / 構造ヘルスモニタリング / 異常診断 / ヘテロコア / 加速度センサ

研究成果の概要

本研究では、次世代インフラメンテナンスの実現に向けて、ロバスト性とコスト効率に優れたヘテロコア光ファイバセンサを応用した加速度センサを開発し、インフラ構造物が発する低周波振動のモニタリング性能を検証した。本研究を遂行するにあたり、ヘテロコア光ファイバセンサがμε相当の微小歪みまで検出可能であることを実証し、1 kHz以下の周波数帯域で加速度計測が可能なセンサを開発することに成功した。また、提案技術の実地検証として、高架橋下に加速度センサを設置し、車両走行時の加速度波形から橋梁の健全性診断の指標となりうる固有振動数及び変位推定を行い、構造ヘルスモニタリングにおける本提案技術の有用性を実証した。

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

本申請研究で開発した光ファイバ加速度センサは、既存の電気センサに匹敵するコストパフォーマンスとノイズフリーなセンシングを実現し、過酷環境下で長期的な運用が求められる次世代インフラメンテナンスの要求に応えうる新たな光ファイバセンサIoTデバイスといえる。本提案技術では、コンクリート構造物やモータ・エンジンなどの機械が発する1 kHz以下の振動計測が可能であり、車両走行時における数 Hz程度の橋梁の振動モニタリングを通して実環境での有用性を示した。