Development of MEMS heat flux and ion current sensor for measuring flame wall interaction

Research Project

Project/Area Number	23K03699
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 19020:Thermal engineering-related
Research Institution	Meiji University
Principal Investigator	中別府修明治大学, 理工学部, 専任教授 (50227873)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	火炎壁面相互作用 / イオン電流 / 熱流束 / MEMS / 計測
Outline of Research at the Start	MEMS技術により薄膜RTDを用いた熱流束センサと櫛歯電極を用いたイオン電流センサを隣接させた同時計測センサを製作し，定容燃焼容器内で予混合火炎のクエンチに対する火炎壁面相互作用を計測する技術を開発する。櫛歯電極に正負の電圧を印加して形成する双極性電界は火炎が壁面近傍に接近するとイオン電流を検出でき，イオン捕獲電圧をフィードバック制御するトラッキング計測により，サブミリメートルの壁面近傍での火炎の接近速度，消炎距離を計測する。同時に壁面熱流束を測定することで，火炎の特性と冷却損失の関係を明らかにできることを示す。