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レーザー装置による電磁波障害
工学系の大学院生です。 炭酸ガスレーザーを中空光ファイバーで導光し、レーザー照射中にファイバー自身の歪みや温度を測定しようと実験しています。 歪測定には金属薄膜式の歪センサを、温度測定には白金測温抵抗体を使用し、 いずれも微小な電流を一定に流し、歪や温度の変化による金属抵抗値の変化を利用し測定しています。 ところが、レーザー照射中、いずれの測定においても測定値が増加傾向に変化し続けるため、 測定値に信ぴょう性がありません。 その増加割合はレーザーがハイパワーであるほど顕著です。 温度が変化し続けるのは、温度がうまく測定できていない可能性が考えられるのですが、 照射中、ファイバーは固定しているので歪は変化しないはずです。 この現象はレーザーそのものの電磁波ノイズによるものと考えたのですが、 指導教員いわく「何もわかっていない」そうです。 一体何由来の電磁波ノイズなのでしょうか。 また、電磁波ノイズならばどうすれば防止できるでしょうか。 よろしくお願いいたします。
- __zassou__
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- lumiheart
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>いずれの測定においても測定値が増加傾向に変化し続けるため、 具体的にどれだけ増加したのでしょう？ スタート時２５℃であったのがレーザー起動後２００℃とか３００℃とか ありえない温度まで上昇したのでしょうか？ それとも、実験前の想定では１℃以下の温度変化のハズが ２℃くらい上昇したのか？ >照射中、ファイバーは固定しているので歪は変化しないはずです。 ファイバーの温度が上がればファイバー自身も熱膨張して歪むハズ？ ひずみゲージ及び変換アンプのメーカ及び形式は何？ http://www.kyowa-ei.co.jp/product/strain_gages/gages アンプゲインにも拠るけれど これらのひずみゲージにはミクロン単位のひずみ計測が可能です 実験前の想定ひずみが１０ミクロン以下だったはずが １００ミクロン以上ひずみが出たのか？ 逆に レーザー照射後に温度、ひずみが上昇したとする そのままの状態でレーザーを停止したら？ ノイズで上昇していたのならレーザー停止した瞬間に 元の値に戻るハズです ＥＭＣ対策で検索すれば沢山出てきます http://ednjapan.com/edn/articles/1207/12/news096.html http://ednjapan.com/edn/subtop/features/edn_index/antinoise.html http://www.miyazaki-gijutsu.com/series2/noise231.html http://www.miyazaki-gijutsu.com/series2/noise221.html ただ、多くの場合電磁波障害ではなくて電磁誘導 （現代の電子機器はそんなに強い電波は出さないようになってる） 大電力機器の電源ケーブルからの電磁誘導が多い （大型インバータ等） 単純に大電力ケーブルから計測用センサ及びセンサケーブルを引き離す それだけでノイズは激減する http://www.miyazaki-gijutsu.com/series2/noise101.html 狭い場所にケーブルを敷設するとかなり接近させてしまう 電力ケーブルと信号ケーブルを並行に這わしたり やってはいけないことしてるのも多い
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回答ありがとうございます。 >具体的にどれだけ増加したのでしょう？ スタート時２５℃であったのがレーザー起動後２００℃とか３００℃とか ありえない温度まで上昇したのでしょうか？ それとも、実験前の想定では１℃以下の温度変化のハズが ２℃くらい上昇したのか？ レーザーの出力によって異なりますが，おそらく後者だと思います。 >ファイバーの温度が上がればファイバー自身も熱膨張して歪むハズ？ ひずみゲージ及び変換アンプのメーカ及び形式は何？ 確かに熱膨張していたのかもしれません。 ひずみゲージ（632-124, RS components)：http://jp.rs-online.com/web/p/strain-gauges/0632124/ アンプ(NR-ST04,KEYENCE)：http://www.keyence.co.jp/keisokuki/pcdirect/gr_7000/nr_st04 ＞実験前の想定ひずみが１０ミクロン以下だったはずが １００ミクロン以上ひずみが出たのか？ 逆に レーザー照射後に温度、ひずみが上昇したとする そのままの状態でレーザーを停止したら？ ノイズで上昇していたのならレーザー停止した瞬間に 元の値に戻るハズです 例えば，照射前900μSTだったのがレーザー照射中1100μSTに変移して，レーザーを止めると徐々に900μSTまで低下します。 大電力ケーブルから計測用センサ及びセンサケーブルを引き離すことができない場合，例えば，レーザーの電源ケーブルをアルミ箔で覆うと改善されるのでしょうか。他には，どういった対策が考えられるのでしょうか。