| 研究課題/領域番号 |
22560428
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| 研究機関 | 拓殖大学 |
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研究代表者 |
長谷川 淳 拓殖大学, 工学部, 准教授 (30228449)
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| キーワード | 計測工学 / 計測システム / 振動分布計測 / 可視化 |
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| 研究概要 |
本研究は、水中の振動体を非接触で多点同時計測し、その振動分布を3次元アニメーション表示として可視化することを目的としている。H22年度の研究において水中用光学式変位センサユニットの光学系機能評価を完了し、また周波数帯域の拡張に関し光電変換部におけるカップリング最適化の必要性が明らかとなった。これらの成果を受け、H23年度は主に実用的なセンサヘッドの開発と、光電変換部の光学系の改良に注力して研究を行った。以下、研究項目ごとに詳述する。
1.小型水中用光学式変位センサユニットの開発:H22年度の光学系評価の結果選定された平凸レンズを2枚組み合わせる構成で小型化したセンサユニットを設計開発した。防水加工は必須であるが、空間分解能を確保するためにはセンサ直径を抑える必要があり防水パッキンの使用は困難であった。そこで耐水特性の良好な接着剤を選定し、レンズの固定と防水処理を兼ねる事とした。完成したセンサユニットは3mmのレンズ2枚を内蔵しつつ最大外径は5mmに抑えられている。先に空気中用に開発したユニットと比べ外径は一回り大きくなってしまったが、感度はほぼ同等の特性を実現した。
2.周波数帯域の拡張:SNを確保しつつ周波数帯域を従来の80kHzから600kHz以上まで拡張するためには光電流増加が不可欠であった。H23年度当初はカップリング調整での対応を試みて試作評価を繰り返したが、十分な特性が得られなかったため光電変換素子の見直しを行った。従来システムの開発以降数年が経過しており、その間光半導体部品の進歩もめざましいものがあったため、最適な素子を選定でき、800kHzの帯域を確保した。
1,2により完成した単体のセンサを使用して超音波洗浄器の振動を測定してキャビテーションの影響を評価した結果、大きな影響は見られないとの結論を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度当初の計画はほぼ達成した。唯一、8チャンネル程度の多チャンネル化のみ実現できなかったが、一方でキャビテーション対策はほぼ不要との結論が得られた。そのため、H24年度内にはほぼ計画通り終了できる見込みである。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画通り多チャンネル化を推進し、32チャンネルまでの水中用振動分布計測可視化システムとして完成させる予定である。問題点はほぼクリアされたため、計画の変更は無い。
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