超高速長時間連続撮影システムによる摩擦面のその場観察

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24686022
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 八木 和行 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50349841)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: トライボロジー / その場観察 / 撮影システム / 摩耗 / 表面分析

Research Abstract

本研究では,摩擦面の高速現象のその場観察を行うことを目的とする.このために,2枚のCCD素子を有するデジタルカメラを2台使用し,計4枚のCCD素子の撮影間隔をトリガーによって制御することにより,1枚のCCD素子の性能と比較して,1/1000にまで飛躍的に短くすることが可能なその場観察システムを構築する.平成24年度には,摩擦面その場観察システムの構築を行った.カメラには画素数1,024×768画素のCCD素子が1台に2枚内蔵されているものを選定し,顕微鏡に取り付けた.光源には,それぞれのCCD素子用にフラッシュライトを4台顕微鏡に取り付けた.画像撮影には,1台のフラッシュライトを点灯させた際,1枚のCCD素子のみを露光させ,残りの3枚の露光は閉じた状態にする.このCCD素子の撮影が終了後に別のCCD素子の露光を開始し,それと合わせて別のフラッシュライトを点灯させる.この動作を連続させ,トリガで制御することにより短時間間隔の画像を撮影することが可能となる.この4枚の画像取得を秒間約30回繰り返して行い,長時間撮影を可能にする.撮影した画像の保存については,長時間撮影のために,複数台のハードディスクからなるRAIDシステムに連続的に記録する.以上の撮影が可能なカメラの選定をまず行い,そして,このような動作を制御可能なシステムを構築した.光源については,点滅時間が300ns程度の極めて短時間のものを選定した.本年度においては,物品の購入後,制御プログラムの構築を行った.そして,本システムが問題なく動作することを確認することができた.

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成24年度では,その場撮影システムの構築を目的としていたが,当初の計画以上の進展であった.その理由としては,システムの構築だけでなく,当初購入予定であった光源よりも高性能で,なおかつ安価なものを選定することが可能であたためである.このため,次年度に購入予定の実験装置の設計条件が拡大することができた。

Strategy for Future Research Activity

今後の推進方法としては,実験装置の購入を早急に行うことが必要になる.実験装置については,これまでに購入した実験装置を元にした設計となるため,極めて効率的に導入が可能になることが予想される.また,次年度量後に行う予定の表面分析についても,これまでの研究で得られた手法を流用することで極めて効率的に進めるよ〓〓する.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本年度では,光源を安価に購入でき,また,顕微鏡についても既存のものを使用することができたため,次年度の使用額が増加する結果となった.この増加分は,次年度に購入予定の実験装置の性能向上のために必要となる経費として計上すする予定である.