2017 Fiscal Year Annual Research Report
High response measurement of exhaust gas temperature from an engine by using laser interferometry with two wavelength
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16K14513
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
冨田 栄二 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80155556)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 干渉 / 温度 / 二波長 / 温度計測 / レーザ干渉法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず，光学系の再確認から行った．本光学系は以下の通りである．波長の少し異なる2本のレーザーを用いる．２つの光は重ね合わせて，１本の偏波面保存型ファイバを通り，出口からはほぼ直進光となって出る．この光を，ビームスプリッタによって2本に分けて，1本は試験部を通過させ，コーナーキューブに入る．そこで反射された光は，もう一つのビームスプリッタによって，もう一つの光と重ね合わせる．ビームスプリッタから出る2本の光は，それぞれシリンドリカルレンズで拡大され，レーザー波長に応じた干渉フィルタを通して2台のラインセンサカメラに導かれる．試験部に密度変化が生じると干渉縞が移動する．理想気体の状態式，屈折率と密度の関係を表すGladstone-Daleの式，屈折率と位相変化の関係式（レーザー波長および測定部長さに依存）をもとに密度変化を計算する．すなわち，干渉縞の位相変化（移動量）と圧力を計測すれば，測定部のガス温度変化を見積もることができる．
平成28年度は，光学系および排気管をエンジンから離すことによって振動の影響をあまり受けないようにして実験を行い，1サイクル中の温度変化を捉えることが可能となった．しかし，二波長で求めた温度は，ほぼ一致したものの，完全に一致するには至らなかった．
そこで，平成29年度は，二波長式の利点を生かすために，振動などの影響が比較的少ない場で実験を実施した．ヒートガンを使用して，ノイズなどがある場合の干渉縞の処理方法を見直した．また，それぞれの波長の干渉縞から求めた位相の差を吟味して，山飛び問題が生じていないかどうか，また，山飛びが生じた場合の処理方法について調査した．その結果，2波長で得られた時系列データはほぼ一致するまでになった．また，新燃焼室を作成して，燃焼室内における温度変化も測定することができるように準備している．
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