2018 Fiscal Year Annual Research Report
Progressive improvement in the dynamic characteristics of thermofluid sensors by adaptive response compensation techniques and its application to the visualization of velocity and temperature fields
| Project/Area Number |
16K06117
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
田川 正人 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80163335)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 熱流体計測 / 可視化計測 / 温度センサ / 熱電対 / 画像計測 / 熱線流速計 / 温度場 / 速度場 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
流体温度場スキャナは，筆者らが先に開発した流体温度場の二次元可視化計測法であり，取り扱いが容易で信頼性の高いことが特長である．具体的には，多数の二線式熱電対を一列に配置した掃引可能な棒状プローブ（細線熱電対列）に適応応答補償法と画像位置計測を融合することで実現される．
本研究では，現在の流体温度場スキャナの簡易版として，一組の二線式熱電対からなる温度プローブを測定対象内で自在に動かすことにより，塗り絵のように流体温度場の二次元分布を可視化できる手法の開発に成功した．さらに，Microsoft Kinect（キネクト）による距離測定システムと単一の二線式熱電対プローブを組み合わせて，簡易的な流体温度場の三次元可視化計測を実現した．このシステムは流体温度場スキャナの簡易版ではあるが，温度プローブで測定対象場を自在に走査することにより，塗り絵のように流体温度場を三次元的に実時間で可視化できる手法であり，その有効性を実証した．本研究の最終目標である二つの高速度CCDカメラと棒状温度プローブによる流体温度場の三次元可視化計測法の実現には，現在のシステムにCCDカメラと画像処理ボードを増設し，計算機の高速化を図る必要があるが，この簡易システムを基礎とすることにより，それらの要求性能と必要経費を綿密に評価することができた．
また，流体温度場スキャナの開発で培ってきた技術と経験を基礎として，流体の「速度場」の可視化計測法の開発に成功した．速度場の可視化計測法の実現は本研究の開始時には想定していなかった成果である．本計測法では，速度測定に熱線流速計を利用するので，PIVのようにレーザを使用する可視化計測法に比べて安全性が格段に高く，また，散乱粒子が不要であるために清潔性の点でも有利である．このような速度場の可視化計測法はまったく新しい技術であり，適用範囲も広いため今後の発展が期待できる．
|
