大型構造物の形状変化と高精度に検出するレーザ計測システムの開発

开发高精度检测大型结构形状变化的激光测量系统

• 批准号: 06750053
• 负责人: 宮下 晃一
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Naruto University of Education
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750053/
• 关键词: 変位計測; レーザ; 位置検出; PSD; フォトダイオード

本研究は大型構造物の形状変化をnmオーダーの精度で測定できる測定システムを開発することを目指して,レーザ光の直進性と半導体位置検出素子を利用した面内変位測定の長距離化と高精度化を進めることを目的としている。一般にレーザスポットの位置変化を位置検出素子を使って検出する場合,レーザスポット径が小さいほど高感度に検出できる。一方,レーザ光を長距離伝搬させるとレーザスポット径は大きくなるので,その変位を高精度に検出することは難しくなる。そこでレーザ光を400m伝搬させる場合を想定し,ガウシアン直径φ20mmのレーザスポットの変位を最も高感度に検出できる位置検出素子の形状を,シミュレーションと実験によって調べた。その結果,位置検出素子としてはPSD(Position Seisitive Device)よりも4分割フォトダイオードのほうが高感度な変位検出が期待できること,4分割フォトダイオードを構成する4個のフォトダイオードはレーザスポットの周辺に配置するほど感度が良くなることが明らかになった。また三角測量方式によるレーザ変位計である光マイクロの長距離化の研究も同時に行った。従来は最大でも数cmの測定範囲であったが,被測定物の表面に反射シートを貼ることによって約1mの範囲で測定できるようになった。

This study は large structure の shape - the を nm オ ー ダ ー の で determination precision で き る determination シ ス テ ム を open 発 す る こ と を refers し て, レ ー ザ light の と semiconductor position 検 out straight into sex element child を using し た in-plane - measured の long turn と precision turn を into め る こ と を purpose と し て い る. General に レ ー ザ ス ポ ッ ト の location - turn を 検 out son を cause っ て 検 out す る occasions, レ ー ザ ス ポ ッ が ト diameter small さ い ほ ど Gao Gan degrees に 検 out で き る. Light side, レ ー ザ を 伝 moved long distances さ せ る と レ ー ザ ス ポ ッ ト large diameter は き く な る の で, そ の - a を high-precision に 検 out す る こ と は difficult し く な る. そ こ で レ ー ザ light を 400 m 伝 move さ せ る occasions を し scenarios, ガ ウ シ ア ン phi 20 mm diameter の レ ー ザ ス ポ ッ ト の - a を most も Gao Gan degrees に 検 out で き る position 検 を, shape of the element child の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と be 験 に よ っ て adjustable べ た. As a result, the Position 検 outsource と て て PSD(Position Seisitive Device) よ り も 4 segmentation フ ォ ト ダ イ オ ー ド の ほ う が な Gao Gan degrees - a 検 out が expect で き る こ と, 4 segmentation フ ォ ト ダ イ オ ー ド を constitute す る four の フ ォ ト ダ イ オ ー ド は レ ー ザ ス ポ ッ ト の weeks 辺 に configuration す る ほ ど sensitivity が good く な る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0 triangulation method によるレ によるレ ザ ザ variable position meter である light <s:1> ロ ロ <s:1> long-distance <s:1> research simultaneous に line った. 従 to は biggest で も several cm の determine van 囲 で あ っ た が, is to determine に の surface reflection シ ー ト を stick る こ と に よ っ て about 1 m の van 囲 で determination で き る よ う に な っ た.

项目成果

川西英幸,宮下晃一,坂田興亜,河野和豊,木下凱文: "レーザ光を利用した面内変位測定の研究(長光路における位置検出素子の感度)" 日本産業技術教育学会四国支部第10回研究発表会講演要旨集. (1994)

Hideyuki Kawanishi、Koichi Miyashita、Koa Sakata、Kazutoyo Kono、Kaifumi Kinoshita：“利用激光进行面内位移测量的研究（长光路中位置检测元件的灵敏度）”日本工业技术教育学会四国分会第 10 届收藏研究报告摘要（1994）。

宮下晃一,伊藤義信: "レーザ光を利用した面内変位測定の研究(4分割フォトダイオードの変位検出精度とレーザスポット径との関係)" 日本機会学会第72期全国大会講演論文集. Vol.IV. (1994)

宫下浩一、伊藤义伸：“利用激光进行面内位移测量的研究（4段光电二极管的位移检测精度与激光光斑直径之间的关系）”第72届日本机械工程学会全国会议论文集，第11卷。四。（1994）

宮下晃一,菊池章,尾崎士郎,岡村吉永: "レーザラインマーカーと反射シートを利用した変位計測の研究" 日本産業技術教育学会四国支部第10回研究発表会講演要旨集. (1994)

Koichi Miyashita、Akira Kikuchi、Shiro Ozaki、Yoshinaga Okamura：“使用激光线标记和反射片进行位移测量的研究”日本工业技术教育学会四国分会第十次研究报告摘要（1994 年）。