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2016 年度 実績報告書

光導波型アコースティックエミッションセンサの高性能化および監視システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26420302
研究機関新潟大学

研究代表者

大河 正志  新潟大学, 自然科学系, 教授 (90213644)

研究分担者 佐藤 孝  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10143752)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードAEセンサ / 光導波型センサ / 光集積回路 / ダイヤフラム / 光導波路
研究実績の概要

平成28年度は,まず,ダイヤフラム辺長を短くすることで,共振周波数の高周波数化を図った。ダイヤフラムを16mm角共通とし,0.145mm厚(#16-1),0.21mm厚(#16-2),0.30mm厚(#16-3)のセンサを試作した。試作センサに時間幅の異なる音波パルスを印加し,時間幅と応答特性の関係について考察した。測定の結果,#16-1の時定数(平均)は2.18ms,#16-2は1.85ms,#16-3は1.82msとなった。20mm角ダイヤフラムと異なり,時定数に顕著なダイヤフラム厚依存性は見られなかった。さらに,高次共振モードの利用による高周波数化も行った。共振周波数の縮退を避けるため,ダイヤフラム形状を長方形(20mm×18mm)とした。ダイヤフラム厚0.145mm(#20-18-1),0.21mm(#20-18-2),0.3mm(#20-18-3)の3種類のセンサを試作したところ,センサ#20-18-1では3.3,6.5kHzに,センサ#20-18-2では4.6,9.3,16.4kHzに,センサ#20-18-3では6.4,12.6kHzに共振が見られた。現れた共振は,周波数の低い方から,1次と2次の共振と考えられる。また,センサ#20-18-2に見られた16.4kHzの共振は5次モードと思われる。高次モードは,振動振幅が1次モードに比べて小さいのが難点ではあるが,共振周波数の高周波化の可能性を確認できた。
AE特徴量の推定・算出システムに関しては,「雑音処理」と「AE特徴量算出」の2つの機能からなるWindowsアプリケーションを製作した。本システムに振幅,時間幅,雑音が異なる模擬信号を入力して,AE特徴量を算出できる条件を明らかにした。時間幅が短いパルスについては,出力信号の最大値が小さく,今回の手法ではS/N比100程度を必要とすることが分かった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Output responses of resonant-type guided-wave optical acoustic emission sensors with different diaphragm thicknesses2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kuga, Takuya Koyama, Masashi Ohkawa, Takashi Sato
    • 学会等名
      21st Microoptics Conference
    • 発表場所
      バークリー市(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 共振周波数の異なる光導波型アコースティック・エミッションセンサの応答特性2016

    • 著者名/発表者名
      久我 祐介,小山 卓耶,大河 正志,佐藤 孝
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-14

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公開日: 2018-01-16  

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