音波振動による土壌中の水分分布の測定～含水部分の可視化～

音波振動による土壌中の水分分布の測定～含水部分の可視化～
桐蔭横浜大学電子情報工学科3年　中川　裕　顧問　　　　杉本恒美（桐蔭横浜大・工）

背景・目的 Scaning Laser Doppler Vibrometer （SLDV)と超磁歪振動子を使用して土壌中の水分分布の測定および可視化を研究。 SLDV 超磁歪振動子

実験器具多孔質管（直径1.7cm,長さ4.5cm) 実験プランタ（５０×４０ × ３０）

実験方法プランタの底面から土壌を振動させ、水分の有無による各測定点までの振動の伝搬速度を計測する。

セットアップ図 SLDV 砂槽超磁歪振動子多孔質管

スキャンポイントまでの振動の伝搬速度の計算法
・砂槽の深さ、スキャンポイントの間隔から超磁歪振動子とスキャンポイントとの距離を計算。・計算されたパスの距離と振動の到達時間から振動の伝搬速度を求める。

SLDVによる地表面の振動状況（１kHz,500mVpp,20cycle,band_pass_filter900Hz~1100Hz)

含水部分を作成

（１kHz,500mVpp,20cycle,band_pass_filter900Hz~1100Hz)
含水部分作成後の振動状況（１kHz,500mVpp,20cycle,band_pass_filter900Hz~1100Hz)

水分分布の検討パスが通過した含水部分の距離計算
A B X２ A,B；振動の伝搬速度 X1 X１,X２；含水部分の距離 A: X１＝B： X２（＊A＝81.3m/s　、X１＝13cm)

計算結果のグラフ化 2.5cm ２３ｃｍ 8ｃｍ１２ｃｍＡＢＣ

計算結果のグラフ化２ＡＢＣ

土壌内部の状況

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