レ-ザスペックル・画像解析ハイブリッド法による超高温下の変形、ひずみ測定法の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555016
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 角 誠之助 九州大学, 工学部, 教授 (10037947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新本 康久 九州大学, 工学部, 助手 (30226352) ; 山崎 正秀 九州大学, 工学部, 助手 (00038085) ; 室園 昌彦 九州大学, 工学部, 助教授 (10190943)
• Keywords: レ-ザ応用 / スペックル / スペックル干渉法 / 超高温 / ひずみ測定 / 変位測定 / 画像処理・解析 / 熱ひずみ

Research Abstract

本年度得られた成果は、まず、スペックルパタ-ンを用いた変位測定法により得られる画像を、ディジタル情報として取り込み、変位を求める画像処理・解析システムを完成させたことである。次に、大気中で、このシステムを用いたスペックルパタ-ン干渉法により、従来スペックル写真法を用いて達成した、1000℃までの測定をこえる1200℃での超高温下の変位測定ができたことと、次のような問題点が明らかになったことである。問題点の一つは、加熱された周囲大気のじょう乱により、その密度が空間および時間的に変化し、レ-ザ光が屈折させられて、しまの可視度が低下することである。この問題に対しては、画像処理・解析システムを用いることによって改善をはかった。それは、このシステムを用いると、ほぼ実時間で干渉じまを得ることができ、じょう乱の程度が小さいときの、可視度のよい干渉じまを選んで測定することができるからである。大気中での他の問題点としては、測定対象物によっては、その表面の酸化が急に進行するものがあり、このことにより変形前後のスペックルパタ-ンの相関が失われ、しまの可視度が低下することである。この対策としては、セラミックコ-ティングや、測定対象物を不活性ガスで覆う方法、または上記の大気じょう乱に関する対策も含めて、減圧容器にいれる方法が考えられる。さらに測定対象物が高温であることに起因する問題点として、レ-ザ光を用いた測定法においてノイズとなる、高温物体からの高レベルの放射が、測定光であるレ-ザ光に重なることによる、しまの可視度の低下がある。この対策として、当初、赤外線フィルタを用い、さらにカラ-カメラの緑の波長のみを使用する方法を用いたが、不十分であった。その後、レ-ザ光の波長のみを選択し、透過する干渉フィルタを使用することによって、かなり改善されて、しまの可視度が良くなり、1200℃での測定が可能になった。