Journal Article エポキシ樹脂固定法を用いた深海用光源とチャージポンプの開発
Developments of deep-sea light and charge pump circuits fixed with an epoxy resin

小栗, 一将  ,  山本, 正浩  ,  豊福, 高志  ,  北里, 洋  ,  OGURI, Kazumasa  ,  YAMAMOTO, Masahiro  ,  TOYOFUKU, Takashi  ,  KITAZATO, Hiroshi

21pp.7 - 15 , 2015-09-01 , Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
海洋観測機器の製作コストやランニングコストを下げるため,プリント基板をエポキシ樹脂に直接固定し,水中や海 底で使用するLED光源とチャージポンプを開発,それぞれ耐圧試験や実海域での作動を確認した.LED光源は水深約 9200 mの海底に5回投入したが,物理的な破損もLEDの故障も生じなかった.この光源を基に製作したものをトンガ海 溝,ホライゾン海淵(水深10800 m)の海底で使用,堆積物直上の様子や底生生物活動のハイビジョン撮影に成功した. チャージポンプには圧力に弱い電解コンデンサが必要なため,樹脂で固定する前にコンデンサをカプセルで覆い,人工 的な気泡の中に配置することで圧力から保護する手法を開発した.この手法で樹脂固定して製作したチャージポンプと 赤色LEDを,伊平屋北熱水フィールド(水深1053 m)内の人工熱水噴出孔における深海電池の発電実験に供した.結 果,LEDの点灯により発電が確認された.エポキシ樹脂は海水,温度,圧力,光などによって劣化することが知られて いるが,深海環境における強度や透明度の変化についての知見はいまだ乏しいため,長期設置と強度試験による寿命の 推定が今後の課題となろう.
A high power LED light and a charge pump with a LED indicator fixed with epoxy resin were developed in order to demonstrate reducing the cost of the deep-sea instruments. The LED light was brought at ca. 9200 m depth for five times. The light had no deformation and no crackes, and it worked after the deployents. It was also used to record the bottom at Tonga trench, where the world second deepest site (10800 m), and the video recording was succeeded. The charge pump was applied to confirm the electricity generation at the artificial hydrothermal vent in Iheya North hydrothermal field (1053 m). To protect electrolytic capacitors from pressure, they insulated from the resin with medicine capsules before fixing. The LED indicator was lighted on when the electrode of the fuel cell battery was inserted into the hydrothermal water. However, the degradation process of the epoxy resin under the deep-sea environments attributing high pressure and low temperature environments is still unknown. The guaranteed time of the instruments constructed with epoxy resin should be investigated throughout long term in situ exposure and the strength tests.

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