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「流況モニタリングシステムの開発」の報告書

 事業名 流況モニタリングシステムの開発
 団体名 日本水路協会  


■事業の内容

(1) ブイ本体の加工・組立・調整
 浮体の形状について、波浪による動揺に対する安定性、しぶきによる影響等から再検討する必要性が指摘され、製作開始に先立ち、模型を用いた簡易な水槽実験によるデータを取得し、検討を行い、やや縦長に改善した。
 この改善仕様に基づき、ブイ本体、浮体、上部及び下部支柱を加工し、組立てを行った。
 上部支柱は、蓄電池の充電時に発生するガス抜きと空気取入れのため二重管構造とし、さらに標識灯の取付けを行った。
 下部支柱には、水中安定翼を取付け、金属部には錆止め、全体にペイント塗装を施し完成させた。
 全体を水没試験し、内部に浸水しないことを確認し、標識灯には外部電源を供給して室内の照明の明るさを変化させ点滅の性能を確認した。
 最終的なブイ本体の寸法、重量は次に示すとおりである。
全長               3375mm
浮体径    鍔部        1300mm
円すい台部   800〜650mm
海面上高さ  標識灯部      1466mm
アンテナ部     2268mm
海面下深さ            1909mm
全浮力               569kg
重量     ブイ本体       192kg
搭載機器       63kg
総重量    空中         255kg
材質     本体及び上部   耐蝕アルミ
内部       発泡ウレタン
下部       ステンレス
(2) 検出部の組立・調整及び変換処理部の開発
[1] 検出部
 超音波流向/流速計、水温計及び塩分濃度計の電気回路等は円筒型の容器内に、検出部分はその外部に取付け調整を行い、12Vの直流電源を供給すれば自動的に2秒ごとRS-232C形式で出力する検出部を製作した。
 完成後、水槽に浸し、電源を供給して出力を測定し、所期の性能であることを確認した。最終的な検出部の要目は次に示すとおりである。
型式 CM-03MS メーカー/代理店 スティードマン/スワイヤ センサ 2方向超音波(位相差) 測定範囲 O〜±400cm/s
流速 測定精度 ±1.0cm/s又は5% センサ フラックスゲートコンパス(ジンバル付±40°) 測定範囲 0〜360°
方位 測定精度 ±2° センサ ポテンショメータ 測定範囲 0〜±60°
傾斜 測定精度 ±1.2°又は±3° センサ 電極式 測定範囲 0〜70mmho
電気伝導度 測定精度 ±0.011mmho センサ サーミスタ 測定範囲 -5℃〜+35℃
水温 測定精度 ±0.01℃ センサ 水晶発振式 測定範囲 0〜400psi(0〜280m)
深度 測定精度 0.01%FS(±0.03m) 計測メニュー
(測定間隔・時間) 1データグループ/2s
1分間の平均値 記録及び出力信号 ダイレクトリーディング
RS-232C,1200ボーレイト 電源(センサ/変換器) DC12V、130mA 重量( )内は水中 26(11)Kg
[2] 変換処理部
 入出力変換、演算・制御及び記憶の各機能ごとにまとめて設計仕様に基づきプリント基板に回路を構成し製作した。
 また30分ごとに計測を開始し、流向/流速、水温、塩分濃度の各データを記憶する制御プログラムを作成し、ROMカードに記憶させた。
 検出部と変換処理部の結合試験を行い、データの受渡しの性能が設計どおりであることを確認した。
■事業の成果

重要海域における海上活動を支援するためには、複雑な流況等を常時計測し、提供するシステムが必要である。
 本開発は、海域内の特定点に設置した観測ブイで流況等を計測し、このデータを即時に陸上へ伝送し、データ処理及び各方面へ提供する実用システムを開発することによって海難防止に寄与する目的をもって、3年計画の2年目として実施したものである。
 本年度は、初年度に定められた設計仕様に基づき、一部改善を施しながら、
(1) ブイ本体の加工・組立・調整
(2) 検出部の組立・調整及び変換処理部の開発
を行った。
 ブイ本体については、浮体の形状をやや縦長に改善して製作した結果、重量が約10%増加したが、波浪による動揺に対して、当初よりも安定性の増加、しぶきの影響の軽減及び蓄電池の充電時に発生するガス抜き効果の向上が見込まれることとなった。
 また、検出部、変換処理部については、ほぼ設計仕様に合致した製作を行い、性能を確認した。
 今後、伝送装置、電源装置を試作開発して付加し、陸上の伝送装置及び情報処理装置の開発により、総合的なシステムを完成できる見込みを得た。





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