レーザー装置による電磁波障害

質問

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。

回答No.1

lumiheart

>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

お礼

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。