2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of a complete non-contact thermophysical properties measurement combining the levitation technique and the emissivity-free temperature measurement
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16K14169
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
小畠 秀和 弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 准教授 (10400425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 善郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 首席研究員 (60358265)
笹嶋 尚彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70357127)
山口 祐 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (80612176)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電磁浮遊法 / 2波長反射率比法 / 高温融体 / 非接触 / 温度計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では2波長反射率比法を電磁浮遊液滴に適用することで、放射率を要しない高温融体に対する非接触温度測定法の構築を目指している。
東北大学で開発された電磁浮遊法と静磁場印加を組み合わせた超高温熱物性計測システムにより、非接触で試料の汚染を防ぎ、かつ融体内の対流を抑制した高温融体の熱物性測定が可能となった。この計測システムを使った高温融体に対する熱物性計測は世界的にも高く評価されているが、非接触での熱物性計測には融体試料の放射率が必要である。そのため、このシステムによる融体の熱物性測定には、試料の放射率は常に一定であると仮定する必要があり、融点が未知の試料に対しては正確な測定が行えない問題があった。
一方、産総研では補助光源を用いて試料の反射率比を求めることで放射率に依存しない温度測定を可能とした2波長反射率比法を開発している。この手法は電子基板などへの温度モニタリングへの適応が進められているが、サイズの小さな球状試料や高温の溶融金属については、まだ研究が必要である。
本研究では、これら電磁浮遊技術を活用した熱物性計測技術と、放射率に依存しない温度計測技術を組み合わせ、完全非接触熱物性計測法を構築することを目的としている。
平成29年度では誘導加熱によって1000度以上の高温で保持した固体金属球に対する照明光学系および熱電対での温度測定法を改良し、2波長反射率比法での温度測定における不確かさ要因を検証した。また超高温熱物性計測システム内で非接触で保持した溶融CuおよびNi球に対して、本手法による温度測定を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の計画は(1) 純金属の融点を定点として用い、昨年度に作製した2波長反射率比法による温度計測を行うこと、(2)温度測定精度の評価を通じて、2波長反射率比法の電磁浮遊液滴に対する適応性を検証することであった。本年度では、実際に電磁浮遊させた溶融CuおよびNiに対して本手法による温度計測を試み、これらの不確かさ要因についての評価を行い、これらの計画を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
静磁場中で電磁浮遊させた溶融金属に対する温度測定についてのデータをもとに、不確かさ要因を検証し、光学系の改良を行う。また、装置依存の特性を把握しながらデータ解析方法についても検証を行う。これらの光学系の改良および、データ解析方法についての検証を通じ、本手法による温度計測の精度向上を図る。
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| Causes of Carryover |
(理由)本年度では、2波長反射率比法による温度計測を静磁場中で電磁浮遊させた溶融試料に対しての適用を試みた。当初の予定では精度向上に向け、光学系部品の改良を行う予定であったが、2月に行った研究打ち合わせにおいて装置依存のパラメータを導入した解析方法の修正によって精度が上がる可能性があることが分かった。そこで本年度では先に解析方法の改良を進めることとなった。そのため当初予定していた光学系の改良を次年度に持ち越すこととなったため、次年度使用額が生じた。
(使用計画)解析方法を改善し、不確かさ評価を行った後、光学系の改良に必要なレンズ等の物品費として計上する。
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Research Products
(4 results)
