2014 Fiscal Year Annual Research Report
干渉トモグラフィーによる三次元温度分布の非接触計測
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24560216
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
富岡 智 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40237110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 修輔 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30333628)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 三次元非接触計測 / 温度分布 / トモグラフィー / 位相 / 入射方向可変干渉計 / 屈折率 / 位相アンラッピング / 重みつき再構成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究気体の温度分布の非接触三元計測では，複数の方向から測定した干渉画像を，計算機にて，位相変調画像の抽出およびコンピュータトモグラフィーの再構成アルゴリズムを用いて三次元分布を再構成する。昨年度まで，投影方向可変干渉計の開発，投影データ取得時間の短縮，干渉画像の位相抽出アルゴリズムの改良，重みを考慮した再構成アルゴリズムの開発を行って来た。本年度は，これらのアルゴリズムのさらなる改良を行い，計測システムの性能を実証するために，ロウソクの炎の近傍の三次元温度場を実際に計測した。
投影データについては，取得可能な全ての方向からの投影干渉画像の取得の間に測定対象の炎が揺らぐため，それを除去するために，特定の固定方向からの干渉縞をモニタリングし，再構成の重みを変えた。また，本研究で開発した投影方向可変干渉システムでは光路長を波長オーダで制御することはできないため，サンプリング定理を満たさない干渉画像も存在する。このような投影画像の除去も試みた。位相情報の抽出アルゴリズムには，二つの従来から広く使われているものと，我々が開発したものの三つを用いた。再構成結果は，アーチファクトが現れないか，あるいは，定量的に正しいかどうかの観点から評価した。その結果，質の悪い投影データの除去による，再構成結果への効果はあまり認められなかった。一方，位相抽出アルゴリズムについては，従来のものでは，再構成結果に強いアーチファクトが現れるあるいは，多大な過小評価がなされる結果となったのに対し，我々のアルゴリズムではアーチファクトは現れず軸対象の三次元温度分布が構成され熱電対の計測と比較しても2割程度の過小評価で済んでいる。過小評価ではあったが，三次元非接触温度分布計測システムとしての有効性は実証できたと考えられる。
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