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2012 年度 実績報告書

マイクロ分析装置の省エネ化,効率化,小型化のための多機能マイクロポンプの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 22510127
研究機関立命館大学

研究代表者

大上 芳文  立命館大学, 理工学部, 教授 (30203722)

研究期間 (年度) 2010-10-20 – 2013-03-31
キーワードマイクロポンプ / 加速度センサー / 噴流 / MEMS
研究概要

熱感知型加速度計の数値シミュレーションにおいては,与える加速度のベクトルの大きさの組み合わせの数を増やし,シミュレーションを行い,出力のデータを収集した.加速度の大きさを昨年度の10倍の200Gまで増やし,センサーとしての感度,精度,干渉度を明らかにした.実用化された場合のスペックを明らかにしたことは重要である.さらに,加速度に単振動を与えることで,センサーとしての応答性や追従性の解析も行った.実際にセンサーとして機能させるために,適宜,出力値を設定し,与えられた加速度を正確に逆計算する手法も構築した.動作流体として空気以外の気体(ヘリウム)を用いてシミュレーションを行い,熱力学的な相似性の解析を行い,気体の物性値とセンサーの設計に関する考察も行った.
噴流型加速度センサーの数値シミュレーションについては,新たに3層構造のセンサーの設計を行った.熱線センサーを設置する中間層のみ標準のMEMS技術で作製し,他の層は熱エンボス加工か旧来の機械加工で作製できる.噴流が出る流路の形状を2つ用意し(流路がやや広い:Type 1,やや狭い:Type 2),それぞれについての特性調査を行った.噴流を作るためのピエゾ素子の振動数を変化させ,最適な値が存在することを明らかにし,その値を算出した.Y軸周りとZ軸周りの加速度に対するセンサーの感度はType 2の方が良いことが明らかとなった.しかし,両加速度の干渉による誤差出力も大きいことが明らかとなり,さらなる設計の考慮が必要であることが分かった.
これらの研究報告は3件の国際会議,3件の国内会議で行った.また,噴流型加速度センサーについては今年の1月に学術誌に掲載された.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Design and simulation of MEMS-based dual-axis fluidic angular velocity sensor2013

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y Ogami
    • 雑誌名

      Sensor and Actuator A

      巻: 189-15 ページ: 61-66

    • 査読あり
  • [学会発表] A Realizable MEMS-Based Triple-Axis Fluidic Gyroscope Sensor2012

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      9th Int. Conf. Flow Dynamics
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン(宮城県)
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] Design of a Triple-Axis MEMS–Based Fluidic Gyroscope

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      IEEE Sensor
    • 発表場所
      台湾(台北)
  • [学会発表] A triple–axis Fluidic Angular Rate Sensor

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      2012 IEEE/ASME Int. Conf. Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      台湾(高雄)
  • [学会発表] MEMS-Based Dual-Axis Gyroscope Sensor

    • 著者名/発表者名
      Thien X. Dinh, Y. Ogami
    • 学会等名
      2012 Mechanical Engineering Congress
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
  • [学会発表] MEMS熱検知型3軸加速度センサーに加速度や振動を与えて,3軸でのセンサーの感度と応答性を数値シミュレーションで解析する研究

    • 著者名/発表者名
      長谷川 祐希,Thien X. Dinh, 大上芳文
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会平成24年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪工業大学(大阪府)

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公開日: 2014-07-24  

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