自動車や飛行機にかかる風圧の強弱を高密度計測できるセンサーフィルム、産総研が開発

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産業技術総合研究所(産総研)は2018年2月6日、風圧分布を高密度に計測できるセンサーフィルムを開発したと発表した。

開発されたセンサーは、樹脂フィルムを小さな羽根状の可動構造に形成し、格子状に配列して構成した。各羽根フィルム表面に印刷した高感度ひずみセンサーを用い、可動構造の動きを個別に検出して風圧を計測する。

図1(a)センサーフィルムの拡大写真、(b)センサーの構成と動作イメージ、 (c)独自開発した導電インクのひずみに対する抵抗変化率、 (d)風圧検出部単体の風圧に対する抵抗変化率

従来のひずみセンサーを用いた場合は、ひずみよって生じる電気抵抗変化率が低く、個々の可動構造の変化を正確に測定できないという問題があった。今回は高感度ひずみセンサー用導電インクを開発し高感度計測を可能とした。

産総研フレキシブルエレクトロニクス研究センターの金澤周介研究員らが開発したセンサーフィルムは曲面計測も可能。緩やかな曲面になっている自動車フロントガラスに固定して時速30kmで走行したところ、フィルムの表面にかかる風圧分布を計測できた。

センサー部の製造は真空装置を必要とせず、熱処理も130℃以下で済む。製造に必要な設備・エネルギーの負荷が小さいことから、量産化・大面積化が実現しやすいと考えられるという。

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