2018 Fiscal Year Annual Research Report
Thermal radiation self-interference digital holography for three dimensional radiometric temperature measurement
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17K14696
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
井邊 真俊 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 (00760191)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 三次元放射温度計測 / インコヒーレントホログラフィ / ディジタルホログラフィ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
はじめに，熱放射自己干渉ホログラフィによる放射温度計測の理論を確立した．熱放射のホログラムを記録し，光波伝搬計算により熱放射像を再生する．放射温度は放射輝度から求められるので，熱放射像の強さ（強度）と放射輝度の関係式を導出した．この放射輝度の算出のための光学系の条件も明らかにした．昨年度提案したアフォーカル系のインコヒーレントホログラフィにより実現可能なことを示した．その関係式には撮像素子の応答度や光学素子の透過率などで決まる係数も含む．これらは校正によって別途決定する．そのために，放射温度計の校正で用いられているSakuma-Hattori Equationを採用した．以上のように熱放射像から温度を求めるための理論を確立した．次に，三次元放射温度計測の原理実証実験をおこなった．まず，温度既知の黒体炉を用いて校正した．次に，黒体炉を今度は温度計測対象の物体とした．温度および配置位置を校正時と変えた黒体炉の温度計測を実施した．光波伝搬計算により伝搬距離を変えて熱放射像を取得し，その像から温度を求めた．実験の結果，実温度と差はあるものの，熱放射像から黒体炉の温度を求めることができ，三次元放射温度計測の原理を実証できた．その後は，この差の原因を調べた．熱放射像に別途外乱光成分・雑音成分が重畳していると考え，使用していた撮像素子を冷却CCDに変更した．その結果，低減はできたものの，未だ有意な差はあり，調査中である．三次元温度計測の有効性を示すために，奥行き方向に段差をもつ物体の温度計測もおこなった．また，外部光源を用いた放射率変動のモニタおよび断層画像化の検討をおこなった．しかし，これらは先述の画質悪化のために原理実証に至っていない．引き続き画質向上と合わせた検討が必要である．以上のように未だ検討すべき部分はあるものの，原理を実証し，有効性を示した．本研究の基盤部分は達成できた．
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