2013 Fiscal Year Annual Research Report
画像再構成法による非軸対称溶接アークの三次元温度計測
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24760600
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
野村 和史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90397729)
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| Keywords | アークプラズマ / ティグ溶接 / 分光計測 / 非軸対称 / 画像再構成 / 干渉フィルタ / CCDカメラ |
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| Research Abstract |
本研究は，非軸対称アークプラズマの三次元的な温度分布測定を目的としている．そのためには発光分光法を用いるが，多方向計測と画像再構成法によるトモグラフィー技術が必要である．昨年度までは多方向計測手法として1つのCCDカメラによる回転光学系を採用し，適切な検出方向の検討など，装置や再構成手法の改良を行った．しかしこのような回転光学系では，計測に時間を要するため非定常なアークプラズマへ適用できない．近年研究が進められている溶滴移行を伴うようなガスメタルアーク現象の計測は非定常現象である．現状ではこれを軸対称現象として計測されているが，元来非軸対称となる諸現象も多い．そうした非定常・非軸対称なアークプラズマ現象の計測には多方向同時計測手法が必要である．
本年度は多方向同時計測を実現するため，CCDカメラを複数台用いた計測装置を構築した．回転光学系とは違い検出器が複数となるため，各カメラの較正が必要となる．単一波長を取り出すための狭帯域干渉フィルタは，その中心波長較正をフィルタの傾斜によって行った．カメラ個々の感度較正は静止TIGアークを撮影することで行った．また，スミアの発生を防ぐためNDフィルタを併用して露光時間を調整した．このようにして構築した計測装置を傾斜したパルスティグアークの計測に適用した．電流パルス波形を元にしたトリガを発生させカメラに導入し，トリガからの遅延時間を調整することでピーク電流からベース電流に移行する間でのアークプラズマの発光強度分布と温度分布を計測することができた．例えば，150Aから10Aへ50Hzで移行する中での各電流値を通常の静止傾斜ティグアーク用いたものと比較すると殆ど違いがなかったことから，この条件でのアークの変化は電流に追従することなどが示された．以上のことなどを国際会議や国内の学会・報告会などで発表し，論文を投稿した．
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