THz Remote Sensor of Molecules in Fire
| Project/Area Number |
20H02406
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田邉 匡生 芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (10333840)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西脇 智哉 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60400529)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | テラヘルツ / サブテラヘルツ / 分子の回転運動 / 火災 / クリ材 / スタイロフォーム / 壁紙 / コンパネ板 / 防災・減災 / ガスセンシング / 分光センシング / ガス / 建築木材 / 毒性・可燃性ガス / 防災 / 高速・高感度センシング / 災害モニタリング / ガス検知 / リモートセンシング / リモートセンサ |
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| Outline of Research at the Start |
火災時の有毒ガス検知器として現在「検知管式ガス測定器」を用いられている。1本の検知管が測定できるガスは1種類であり、新たなガスセンサとして、複数種類の有毒ガスを識別でき、かつ火炎や煙に近づかなくとも、遠隔で検出できる有毒ガス検知器の開発が待望されている。テラヘルツ分光測定法は、火災時に発生する一酸化炭素やシアン化水素等の毒性・可燃性の高いガスや引火性液体を測定するのに優位である。そこで、本研究はテラヘルツ分光により、火災時の迅速な救出・救助、消火に必要である有害ガスと引火性液体の識別・検出できる新たなセンシングシステムを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに構築している火災模擬チャンバーに対して、火災発生ガスの充填部と計測器類の位置関係について、低ノイズで安定に測定可能な条件を検討し、チャンパー外壁（アクリル板厚：20mm）でそれらを接触させることにするとともに、光学距離を360mmとした。測定手順としては、燃焼させる建築材料のサンプルをオーブンで所定温度まで加熱し、ガスを発生させた。その後、ダクトを通してチャンバーにガスを導入し、対象とするガスに対する透過率を測定するプロセスにした。サンプルはクリ材のほか、断熱材としてスタイロフォーム、壁紙（クロス材）、合板であるコンパネ板を選択し、燃焼温度は300～800度とした。発生したガスの種類については現場での検知管検査だけでなく、回収したガスに対してガスクロマトグラフィー及びイオンクロマトグラフィーにより分析した。リファレンスとした空気の透過強度と比較して、燃焼中に発生するガスに含まれる微粒子によるものだと想定される散乱がいくつかの周波数帯において確認された。発生するガスとして、コンパネ板からはシアン化水素ならびに一酸化炭素、スタイロフォームと壁紙からは臭素化合物の発生を確認している。透過特性はいずれもサンプルに特有であり、分子の大きさによる吸収ピークの周波数帯についても議論した。本測定は180秒の平均値として実施しているが、特定のガスによる吸収ピークの周波数に着目することでリアルタイムにガス成分を特定できるレベルであることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Non-destructive testing of reinforced concrete structures using sub-terahertz reflected waves2024
Author(s)
Chihiro Kobayashi, Tomoya Nishiwaki, Tadao Tanabe, Takahiro Oohashi, Hitoshi Hamasaki, Shuya Hikishima, Akio Tanaka, Koji Arita, Sho Fujii, Daisuke Sato, Takeshi Kidokoro
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Journal Title
Developments in the Built Environment
Volume: 18
Pages: 100423-100423
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Book] Global Blue Economy -Analysis, Developments, and Challenges-2022
Author(s)
Jeongsoo Yu, Shiori Osanai, Kosuke Toshiki, Xiaoyue Liu, Tadao Tanabe, Gaku Manago, Shuoyao Wang, Kevin Roy B. Serrona, Kazuaki Okubo, and Ryo Ikeda
Total Pages
18
Publisher
CRC Press
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