溶融塩高温蓄熱プラントの圧力管理を目指したレーザ加工耐熱FBGセンサの活用

本年度の具体的内容は、昨年度に行った日本原子力研究開発機構敦賀総合開発センター「ふくいスマートディコミッショニング実証拠点」において実施したファイバレーザーによるダイヤフラム取り付けSUS製小型密閉容器加熱試験結果の分析と研究計画改訂である。分析の結果、耐熱FBGセンサのダイヤルラム接続部部分に破断が生じることが判明した。今後の実験においては多数のセンサを使用することから、製作したセンサの現有数量の充実を実施することとした。これまでのセンサの製作において重要となる３つの項目について改善を行った。第一に加工のためのピコ秒レーザー光源の出力安定化、第二に光ファイバを設置する精密ステージの動作安定性の向上、そして第３に加工痕観察のためのCCDカメラの高精度化である。レーザー設置環境については、温度湿度を安定化させるための空調フードを設置した。また、精密ステージについては加工に必要とする５軸の自由度の内、光ファイバコアの長さ方向への移動であるX軸方向のステージの定速動作範囲の確保を行った。また、加工痕の観察に関しては、光ファイバの端面からの高輝度LED光の入射による散乱光検出により、コア内部に整列する加工痕を浮かび上がせることにより、CCDカメラでの確認を明瞭にした。センサの圧力測定用ダイヤフラムへの接着方法についても改善を行った。先ず第一にダイヤフラム表面の精密研磨手法の改善、第二に研磨後のメッキ方法の改善、第三には実装時において対象物の形状に沿った光ファイバの取り回し部位の保護方法に改善である。精密研磨に関しては、接着前の油脂除去にメタノール洗浄を行った上で電解研磨による油脂の分解除去を実施した。また、洗浄面は2000番のエメリーペーパーによる鏡面研磨とメラミンスポンジによる研磨微粒子の除去を行った。取り回しの保護には大小異径のSUS製屈曲蛇管を採用することとした。

本年度の具体的内容は、昨年度に行った日本原子力研究開発機構敦賀総合開発センター「ふくいスマートディコミッショニング実証拠点」において実施したファイバレーザーによるダイヤフラム取り付けSUS製小型密閉容器加熱試験結果の分析と研究計画改訂である。分析の結果、耐熱FBGセンサのダイヤルラム接続部部分に破断が生じることが判明した。今後の実験においては多数のセンサを使用することから、製作したセンサの現有数量の充実を実施することとした。これまでのセンサの製作において重要となる３つの項目について改善を行った。第一に加工のためのピコ秒レーザー光源の出力安定化、第二に光ファイバを設置する精密ステージの動作安定性の向上、そして第３に加工痕観察のためのCCDカメラの高精度化である。レーザー設置環境については、温度湿度を安定化させるための空調フードを設置した。また、精密ステージについては加工に必要とする５軸の自由度の内、光ファイバコアの長さ方向への移動であるX軸方向のステージの定速動作範囲の確保を行った。また、加工痕の観察に関しては、光ファイバの端面からの高輝度LED光の入射による散乱光検出により、コア内部に整列する加工痕を浮かび上がせることにより、CCDカメラでの確認を明瞭にした。センサの圧力測定用ダイヤフラムへの接着方法についても改善を行った。先ず第一にダイヤフラム表面の精密研磨手法の改善、第二に研磨後のメッキ方法の改善、第三には実装時において対象物の形状に沿った光ファイバの取り回し部位の保護方法に改善である。精密研磨に関しては、接着前の油脂除去にメタノール洗浄を行った上で電解研磨による油脂の分解除去を実施した。また、洗浄面は2000番のエメリーペーパーによる鏡面研磨とメラミンスポンジによる研磨微粒子の除去を行った。取り回しの保護には大小異径のSUS製屈曲蛇管を採用することとした。