円盤のたわみ共振モードを用いた粒度分布推定

摘要

河床付近を転動および滑動する掃流砂は，河床低下や局所洗掘といった河川の地形変化を引き起こす．掃流砂の粒度分布を測定することは，河川災害を未然に防ぐために重要であり，簡潔かつ堅牢な掃流砂の粒径を測定するセンサが必要とされている．本報告では，圧電センサを用いた掃流砂の粒度分布推定について検討した．センサはステンレス製円板とアニュラ型圧電素子から成る簡素な構成である．模擬掃流砂として砕石を使用し，空中でのセンサとの衝突実験を行った．センサに砕石が衝突すると，センサの円板にたわみ振動が励振し，圧電効果によって電気信号が出力される．砕石連続衝突時に発生する出力電気信号を周波数解析することで粒度分布を測定した．