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本研究は、より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、損傷検知に特化した分散センサデバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサを階層的に組み合わせた「階層型光センシングネットワーク」を提案している。光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計測領域」を改善すると同時に、複合材特有の微視的内部損傷への感度をさらに向上させることを狙いとしている。その足がかりとして、現時点で十分に利用可能なデバイスを階層的に組み合わせた衝撃損傷検知システムを構築し、その有効性を実証することで、階層型光センシングネットワークの利点を明らかにし、より高度なデバイスの開発を含めた将来研究ヘの布石とする。これまでに、Comparative Vacuum Monitoring(CVM)システムに基づいた分散センサデバイスを開発し、分布型光ファイバセンサ技術との融合を図ってきた。損傷の発生によって内圧を変化させる分散センサデバイスをポリマーチューブからなる損傷情報変換機構を介して光ファイバと接続し、分散デバイスが発する損傷シグナルを光ファイバセンサで収集することが可能な階層型システムを実現した。単一のセンサデバイスより構成されるプロトタイプシステムを用いた実証実験を行い、微細な衝撃損傷を感度良く検知可能であることを示すと同時に、従来の非破壊検査技術あるいは構造ヘルスモニタリング技術との比較を行い、階層型システムが優れた補修性とロバスト性を有し、大型構造の全領域をモニタ可能であることを示した。
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