光-流体制御弁の開発

光流控制阀的开发

• 批准号: 11750195
• 负责人: 赤木 徹也
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tsuyama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750195/
• 关键词: 光-流体制御弁; 光サーボシステム; 光-流体変換素子; 複動式膜型流体増幅器; 光サーボ弁; フルイディクス; 光信号; 環境障害; フルイディスク; 環境傷害

電磁障害や放射線障害などの環境障害に強い光サーボシステムは魅力的な制御システムである。我々はこの光サーボシステムの実用化を目指し、光信号を流体の圧力信号に変換する光-流体変換素子や素子の微小差圧を増幅する流体増幅器を開発し、台車の位置決め制御を一例とした光-流体制御システムの開発を行ってきた。本研究では、光サーボシステムの実用化の一環として光-流体制御弁の開発とその性能改善を目的とする。研究実績としては、光信号から流体の圧力信号に変換する光-流体変換素子の出力圧力・流量特性を改良するため、フルイディクスの増幅器である層流比例形素子をワイヤーカット加工機により製作し、光-流体変換素子の再構成を行った。その結果、素子の光パワーから出力差圧までの変換係数は0.07kPa/mWとなり、従来の0.01kPa/mWに比べ7倍程度改善された。また、光-流体変換素子からの微小流体パワーを増幅する複動式膜型流体増幅器を改良するため、増幅器のフラッパ可動ゴム膜の入力圧力-変位特性をレーザ変位計により調べた。さらに、それを基にフラッパ膜部分の解析を行い、ゴム膜の厚みや直径などの構造パラメータと、バネ定数や減衰係数などの弁設計パラメータとの関係を表わす実験式を導出した。また、以前の研究で構築した光サーボ弁(光-流体変換素子と流体増幅器から構成される弁)の解析モデルを用いて、弁の速応性改善を目指した最適設計を行い、新たな流体増幅器を試作し、光サーボ弁を再構成した。その結果、むだ時間と時定数を含めた弁の応答時間は0.22秒と、従来の0.7秒に比べ3倍程度改善された。更に、光ファイバ付半導体レーザダイオードと光-流体変換素子を一体化し、振動等の外乱にロバストな装置に改良すると共に、入力光パワーの使用範囲が増えることで、光-流体変換素子の出力差圧が最大6.8kPaと従来のものに比べ大幅に改善できた。

Electro-magnetic barriers, radiation lines, environmental hazards, strong light, and charm are the control of the charm. In this paper, we use the optical signal, the fluid force signal, the light signal, the light signal, the The purpose of this study is to improve the performance of the optical-current system. In this paper, the flow characteristics of fluid force signal and optical signal are studied, and the flow characteristics of fluid force signal and optical signal are studied. the flow characteristics of fluid force signal and light-fluid force signal are studied in this paper, the flow characteristics of fluid force signal and light-fluid force signal are studied. The result of the experiment, the difference of the output of the light and the light, the number of the 0.07kPa/mW and the 0.01kPa/mW were improved by 7 times. The micro-fluid sensor, the light-fluid sensor, the micro-fluid device, the light-fluid device, the micro-fluid device, the film On the basis of the analysis of the film, the thickness of the film, the diameter of the film, the number of decay, the number of temperature, the thickness of the film, the diameter of the film. In the previous study, the optical device is used to analyze the performance of the device, and the speed improvement is aimed at the most advanced design line, the new one, and the preamble of the optical device. The results show that the response time is 0.22 seconds, and 0.7 seconds is 3 times better than that of the last 0.7 seconds. In addition, the optical system is used to improve the performance of the equipment, such as the integration of light and fluid, vibration and so on. The application range of optical equipment is improved, and the output of light-fluid equipment is greatly improved by the maximum 6.8kPa output.

项目成果

Tetsuya AKAGI: "A Basic Study on Optimal Design of Opto-Pneumatic Servo System"Proceedings of the 4th International Symposium on Fluid Power. 425-430 (1999)

Tetsuya AKAGI：《光电伺服系统优化设计基础研究》第四届国际流体动力研讨会论文集。

山本真也,赤木徹也: "光-流体変換素子の改良"日本機械学会中国四国学生会第31回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集. 140 (2001)

Shinya Yamamoto、Tetsuya Akagi：“光流体转换元件的改进”日本机械工程师学会中国四国学生会第31届学生毕业研究演示讲座预印本集140（2001）。

hujiro Dohta, Tetsuya Akagi,Hisashi Matsushita and Norimitsu Nakanishi: "Optical Servo Valve and Its Optimal Design"Proceedings of Sixth Triennial International Symposium on Fluid Control, Measurement and Visualization. FL-068. 1-6 (2000)

hujiro Dohta、Tetsuya Akagi、Hisashi Matsushita 和 Norimitsu Nakanishi：“光学伺服阀及其优化设计”第六届三年一度的流体控制、测量和可视化国际研讨会论文集。