http://hssts.org/japanese/ ja 60 Chicappa! Blog http://hssts.org/japanese/?eid=83 図1　PCB含有オイルの漏洩の可視化の原理 ３．実験結果 　蛍光灯安定器コンデンサーの容器に紫外線（ブラックライト）を照射した時に、漏洩オイルの発する蛍光スペクトルの計測結果を図2に示す。波長460nm～480nmの間に顕著な蛍光が現れていることが分かる。 図2　漏洩オイルの発する蛍光スペクトルの計測結果 　 図3　コンデンサー容器　（左：デジカメ写真　　右：ハイパースペクトルによる可視化） 図3においてデジカメ写真（通常の目視による判別）とハイパースペクトルによる測定結果を見比べるとわかると分かるように、目視検査では判別できないPCB含有オイルの漏洩がハイパースペクトルカメラによる分光画像解析によって可視化及び等級化できることが分かる。 ４．考察及びまとめ （１）紫外線励起光源を用いた測定により、PCB含有オイルから波長460nm～480nmの間に顕著な蛍光が現れることが分かった。 （２）励起光源の強度やセンサー感度に依存しない物理量を次式で定義することにより、PCB含有オイルの漏洩を定量化することが可能といえる。 　 蛍光強度が大きい場合、つまり漏洩量が多い場合にはHSPが高い数値を示す。この評価式を用いて図3の漏洩箇所別に数値化を試みた。数値化した箇所の拡大図（460nm～480nmの平均スペクトル強度図）を図4に、評価結果を図5に示す。 図4　図3に対応する460nm～480nmの平均スペクトル強度図（256階調） 図5　 PCB含有オイル漏洩の数値化の事例 ]]> Fri, 11 Sep 2009 17:06:04 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=83 http://hssts.org/japanese/?eid=82 送信者 ハイパースペクトルカメラによる薄膜測定の研究

送信者 ハイパースペクトルカメラによる薄膜測定の研究

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]]> Wed, 15 Apr 2009 17:17:21 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=82 http://hssts.org/japanese/?eid=81 図2 ]]> Tue, 16 Sep 2008 01:11:04 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=81 http://hssts.org/japanese/?eid=80 図1　偏光撮影の方法 図2　偏光撮影画像　　上：表面反射成分　下：内部反射成分 図3　偏光の違いによる皮膚の分光スペクトル特性 ２．実験結果と展望 偏波面の違いを分けることにより表面反射と内部反射を分離し、内部反射の画像から血管など皮下組織を観測することができた（図2）。これは図3の分光スペクトルの測定結果においても内部反射成分のヘモグロビンの吸収帯（550nm付近）での吸収量が表面反射よりも大きいことからも言える。 ]]> Tue, 16 Sep 2008 01:07:17 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=80 http://hssts.org/japanese/?eid=79 送信者 農薬の蛍光スペクトルの可視化080718 図1　蛍光撮影の方法

送信者 農薬の蛍光スペクトルの可視化080718

図2　農薬の蛍光撮影写真：　HSC1700による露光モード40回撮影

送信者 農薬の蛍光スペクトルの可視化080718

図3　農薬の蛍光スペクトル ]]> Tue, 16 Sep 2008 00:54:41 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=79 http://hssts.org/japanese/?eid=78 図1. 北海道衛星「大樹」 北海道衛星「大樹」のシステムブロック図を下図に示す． 図2. システムブロック図 2. 姿勢制御系 　北海道衛星における姿勢制御系の目的は，地球観測，光通信，軌道制御時におけるポインティング及び姿勢の安定化である．それぞれのタスクにおける要求精度を表1に示す．特徴としては，日照・日陰の双方での3度以内の姿勢制御精度が必要なことが挙げられる． 表1. 要求精度 　姿勢外乱の主要因として，ここでは空気抵抗トルク(Ta)，重力傾斜トルク(Tg），地磁気トルク(Tm)，輻射圧トルク(Tr)の4つを検討した．本衛星システムにおける軌道高度に対する各外乱トルクの概算値を図3に示す． 図3. 自然外乱 これより，想定軌道高度566kmでの主要外乱は地磁気トルクである．磁気トルクの最悪値を外乱トルクTD=1.2e-5[N･m]として考慮する． 　要求精度より，ゼロモーメンタム方式の3軸制御を行う．検討したセンサ・アクチュエータ構成は以下のとおり ○ 姿勢制御系の基本性能 アクチュエータは非冗長構成とし，3つのリアクションホイールとアンローディングのための3軸の磁気トルカからなる． リアクションホイールの制御力の見積もりを以下に記す． 外乱トルクの最悪値がTD=1.2e-5[N･m]であり，これが常に加わり続けているとする．このとき，軌道周期がT=5760[s]より，2周期の間に蓄えられる角運動量は， h=2*5760*1e-5=1.15e-1[N･m･s] これより，RWの最大蓄積角運動量は1.5e-1[N･m･s]以上あれば，2周期の間アンローディングせずともよい． 3. データ処理系 　 　データ処理系は，衛星内の各種データの制御，衛星状態の監視，地上局とのデータ交換を目的として，データ処理を行う． (1) コマンド受信処理 コマンドフォーマットには，CCSDSが勧告している国際標準方式であるパケットテレコマンドを採用する．ビットエラー対策にはBCH符号およびCRCによる誤り検出を行う． (2) テレメトリ送信処理 テレメトリフォーマットにはコマンド受信処理と同様にCCSDSパケットテレメトリを採用する．また，畳み込み符号とリードソロモン符号を用いてビット誤り訂正を行う． データ処理系のCPUには民生品であるルネサステクノロジのSH4を採用する．使用予定のSH-4は32bit RISC(縮小命令セットコンピュータ)，300MIPSのCPUである．また，SH-4は数年前に北海道工業大学佐鳥研究室が高崎原研にて，放射線試験を実施し，放射線環境下においても使用可能であることを実証済みである．試験結果を下図に示す．また，放射線へのさらなる対策として，高周期のWDT(ウォッチドッグタイマ)による監視機能強化やメモリ書き込み時の誤り訂正符号の付加とハードウェアの冗長性を加える予定である． 4. 電源系 電源系には後述する「超小型バス実証衛星：HIT-SAT」で実証した電源系のスケールアップモデルを採用する．システムブロック図を下図に示す．充電方式にはトリクル充電を採用している． 5. 北海道における環境試験の設備状況 ]]> Sun, 03 Aug 2008 21:48:47 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=78 http://hssts.org/japanese/?eid=77 図1. HIT-SAT概観および内部構造図 HIT-SATのメインミッションは，民生部品で開発を行った超小型バスシステムの軌道上機能実証と姿勢制御系による太陽方向へのスピン安定である．北海道衛星「大樹」はリモートセンシング衛星であるため姿勢制御方式には，高精度な3軸姿勢制御が望ましいが，HIT-SATでは，まず姿勢制御成功の事例を作るために，簡略・低電力・低価格で姿勢制御を実現できるスピン安定方式によって能動的な姿勢制御の実現を試みた．[1] 2. バスシステムの構成と軌道上実験結果 HIT-SATのシステムブロック図を下図に示す． 図2. システムブロック図 ○　電源系 (Electrical power subsystem: EPS) 　電源系は，電力の発生，蓄積および電力制御を行う．電源系の簡易ブロック図を図5に示す．電力発生には，衛星構体に直接貼り付けた太陽電池パネル(6面)を用いる．電力蓄積はリチウムポリマーバッテリを使用する．電力制御装置は，マイクロプロセッサ(H8/3048F)，DC/DCコンバータおよびラッチングリレーにより構成する．DC/DCコンバータは，太陽電池パネルからの入力電圧，及びバッテリからの供給電圧をバス電圧5.0Vと5.5Vに変換する．また，HIT-SATのメインミッションである姿勢制御を実行するための充電不可能な1次電池として，リチウムバッテリを2直列で搭載している．太陽電池パネルには地上用民生品のシリコン単結晶(初期効率15%) 図3. 電源系 電源系の軌道上実験結果の一例として，打ち上げ4カ月後の太陽電池パネルの時間変動図を下図に示す．地球の影(食)に入る前の平均発電量は2.2Wとなり，十分運用できるだけの発生電力を得られた．この結果より，地上用民生品の太陽電池であっても4か月程度であれば十分に宇宙空間で使用できることがわかった． 図4. 太陽電池の発電量履歴 ○　熱・構造系[2] 　HIT-SATは4本のアングル，6枚のパネル，2つのシェルフおよび2枚の棚板からなるフレーム-パネル構造をしている．熱制御については，HIT-SATの大きさおよび発電可能電力量からアクティブな制御はできないと判断し，構造主材料に熱伝導率の大きいアルミニウム合金(AL2024, AL5052)を用いることで，熱を衛星全体へ速やかに分散させる方法を採用した．衛星の温度測定にはCMOS温度センサを利用している．軌道上での温度測定結果を図に示す．最も温度が高い-Ys面は33 ~ 37degCの範囲で推移している．これは許容温度範囲の最も厳しいリチウムポリマーバッテリ(-20 ~ + 60degC)の範囲内であり，熱設計が妥当であったことが分かる． 図5. 内部構造図 図6. 内部温度履歴 ○　姿勢制御系 (Attitude control subsystem: ACS)[1] 　姿勢制御機系は，独自開発品として磁気トルカおよび1次元太陽センサ(FOV = ±45deg)，民生品として3軸磁気センサ，ジャイロスコープ(Y軸のみ)を搭載している．HIT-SATは初期姿勢捕捉によってスピン安定による太陽指向を得る．初期姿勢捕捉は，デスピン・スピンアップ・太陽捕捉の3つの制御段階で構成される．デスピンでは分離時の角速度の除去を行い，スピンアップでは，スピン軸周りの角運動量をさせスピン安定を得て，太陽捕捉では，スピン軸の制御を行うことにより，太陽指向を得る． 図7. 姿勢制御系 HIT-SATは2006年9月24日，10月30日に軌道上で姿勢制御実験を実施した．1回目の姿勢制御実験は，初期姿勢捕捉実証実験として，初期姿勢捕捉を，2回目の姿勢制御実験は，スピン安定の実験として，スピンアップ単体実験を行った． 　初期姿勢捕捉実証実験は，実験の途中で異常を検知して異常終了した．スピン安定の実験は，電力に制限があったため，実験開始から93分後に地上局からのコマンドによって強制終了した．ただし，2回の姿勢制御実験中に取得したセンサデータのダウンリンクには成功している． 　磁気トルカの駆動による角速度の変化がわかる磁気センサ値のグラフを，図5に示す．図5では，時間経過とともに，磁気センサ値の周期が短くなっている．周期は，開始から272秒後では，100秒で，開始から484秒後では，25秒である．これより，角速度が増加していることがわかる．よって，磁気トルカの駆動による角速度の能動的な変化に成功した．しかしながら，本来デスピンでは，角速度の除去を行う．これは，磁気センサの極性反転が原因である．このことは，地上での検証実験により確認できている． 図8. 姿勢制御結果 ○　データ処理系 (Command & Data handling subsystem: C&DH) 　C & DHは，各種姿勢センサおよび温度センサ情報の取得，電源情報の取得，内部時間情報(RTC: Real time clock)の取得，スマートメディアへの取得データと衛星状態の書き込み・読み込み，そして取得したデータの通信系への受け渡しを行う． 　HIT-SATでは，放射線影響(SELやSEUなど)の測定は行っていないが，C&DHの不具合としては，姿勢制御系CPUとの通信不具合，スマートメディアの情報が一部消失したことが一度ずつあったのみである． 図9. データ処理系 ○　通信系 通信系は，C&DHから送られてくるデータを変調し地上へ伝送する．また，地上から送られてくるコマンドを復調してOBCに伝える．ミッション情報は，ＦＭパケットにより伝送し，ビーコンテレメトリはモールス符号（CW）により地上へ伝送する．また，地上からのコマンドはDTMF信号を衛星に送信する． 図10. 通信系 送受信機は，㈱西無線研究所社のFM送信機，CW送信機，FM受信機を使用する．送受信機を下図に示す．　送受信機の周波数は固定として，PICマイコンによりPLL制御する． ○　分離機構 分離機構は，分離時の衛星の回転を抑えるために，ラックギアとバネによる押し出し方式とする．ロケット側からの分離信号によって，ラッチングリレーをONにし，その後，内蔵のモータ駆動する．分離機構の外観を下図に示す． 図11. 分離機構外観 次に，詳細手順を以下に記す． 分離メカニズム 　タイマー信号（分離信号）を受信すると，モータコントローラーは， 　　①ギアモータを動作させ，①は約380rpmで回転を開始する． 　　②カップリングを通じて伝達された回転は③ウォームギア（ギア比1：10）を回す． 　　③は④ウォームホイールを38rpmで回転させ，組み合わせられた⑤メインギア70を回す． 　　⑤に組み合わせられた⑥メインギア20が38rpmで回転し，⑥にシャフトでつながるピニオンギアを 　　回し，約1.5secの時間で（63mm/sec）の速度で衛星を射出する． 　　約60sec後，タイマーリレーが作動し，モータが停止する． 図12. 分離手順 3. 運用履歴(一部) 表1. 運用履歴 4.HIT-SAT，大気圏へ 2008年5月にSPACE TRACKからの情報により，HIT-SATの大気圏突入が判明した．このときの軌道は近地点が231km，遠地点が304kmだった．その後，2008年6月18日 13:13にて北海道工業大学地上局での最後の受信，ラストボイスを観測した．SPACE TRACKからの情報によるとHIT-SATは北緯9.7deg, 東経75.8degのインド洋上にて消滅したものと推測されている．また，落下要因としては大気抵抗による自然落下となっている． 参考文献 [1]松島ら他 18 名，“超小型衛星「HIT-SAT」における姿勢制御系の開発と軌道上での評価”，日本航空宇宙学会第38 期年会講演会論文集 [2]榊原ら他 15名 , "HIT-SATの軌道上温度データと熱解析モデルの再検討"，日本機械学会2007年度年次大会講演論文集]]> Sun, 03 Aug 2008 19:09:17 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=77 http://hssts.org/japanese/?eid=76 図１　異物の写真 図2　異物の反射スペクトル 図3　異物を紛体に混入したときの写真 図4　ハイパースペクトルカメラで撮影した画像から得られた反射スペクトル特性 実験結果より、粉と各サンプルにおいて反射率が異なることがわかった。このことから、異物をハイパースペクトル技術により検出することは可能と考えられるが、表面に異物が出ている事が前提となる。これは、袋封入異物の結果より表面に粉がついてしまうとハイパースペクトルデータが変異してしまうためである。 　今回は実験対象が小さいため「白色繊維」、「プラスチック片(小)」では目視で見つけることができず、ハイパースペクトルデータを取得することができなかった。しかし、「白色繊維」のような小さい対象に関しては、より拡大することができるレンズを使用することによりハイパースペクトルデータを取得することが可能と思われる。 図5にスペクトル分析による異物検査の解析例を示す。 図5　赤色プラスチック検出解析例 ]]> Fri, 01 Aug 2008 22:38:14 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=76 http://hssts.org/japanese/?eid=75 図1　撮影方法 図2　実験に用いたフィルム 図3　ブラックライト照明（デジカメ写真） 図4　実験結果 370nmから400nmの紫外線の透過率を比較すると、まず何も処理を施していないOHPフィルムは90％以上の透過率を示している。UV98％カットの美白効果があるという宣伝のフィルムが最も効果があるという結果ではあるが、この帯域での透過率が25％以上であることから、UV遮蔽効果は良く見積もっても75％止まりである。断熱＋UV効果のタイプでは50%止まりといえる。 ]]> Fri, 01 Aug 2008 17:29:47 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=75 http://hssts.org/japanese/?eid=74 ]]> Wed, 23 Jul 2008 16:19:38 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=74 http://hssts.org/japanese/?eid=73 ]]> Tue, 22 Jul 2008 16:36:46 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=73 http://hssts.org/japanese/?eid=72 ]]> Tue, 22 Jul 2008 16:20:39 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=72 http://hssts.org/japanese/?eid=71 ]]> Tue, 22 Jul 2008 15:58:49 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=71 http://hssts.org/japanese/?eid=70 ]]> Tue, 22 Jul 2008 15:54:20 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=70 http://hssts.org/japanese/?eid=69 ]]> Tue, 22 Jul 2008 15:46:26 +0900 http://hssts.org/japanese/?eid=69