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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

利用激光加工耐热 FBG 传感器进行熔盐高温储热装置的压力管理

基本信息

批准号：
19K05359
负责人：
西村昭彦
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The specific contents of this year are as follows: Analysis and revision of research plan for the heating test results of SUS small closed containers in the " As a result of the analysis, it was found that the fracture of the heat-resistant FBG was caused by the failure of the contact part. In the future, most of the equipment will be used, and the existing quantity will be fully implemented. This is a very important part of the project. The output of the first processing unit is stabilized, the operation stability of the second processing unit is improved, and the accuracy of the third processing unit is improved. Set the environment, temperature and humidity to stabilize the air conditioning. For precision machining, ensure the constant speed range of motion in the 5-axis direction and in the X-axis direction. The detection of machining marks is related to the detection of scattered light from the incident high-brightness LED light on the end surface of the light source, the detection of machining marks floating on the inside of the light source, and the confirmation of CCD light source. The pressure measurement method of the sample is used to improve the quality of the sample First, improve the precision grinding method of the surface of the first layer, second, improve the grinding method after grinding, third, improve the protection method of the shape of the object along the light of the first layer. Precision grinding is related to the removal of grease prior to subsequent washing, and electrolytic grinding is carried out to remove grease. The surface of the washing machine is 2000 degrees and the grinding of fine particles is carried out. To protect the size of the SUS system flex pipe