2015 Fiscal Year Annual Research Report
多波長偏光を用いた非接触2次元サブミクロン粒径・数密度計測
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25289036
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
荒木 幹也 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (70344926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志賀 聖一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (00154188)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 粒径計測 / 偏光 / 非接触計測 / 微粒子 / サブミクロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，「非接触」かつ「2次元」の「サブミクロン」粒径計測法開発を目論む．電子顕微鏡のような採取計測では，「採取すること」によって微粒子の「粒径・組成」が変わり，さらに「時間履歴・空間分布」の貴重な情報が失われる．そこで，非接触計測法である「偏光比法」に着目する．粒子群に直線偏光レーザを入射する．CCDカメラを用い，粒子群からの散乱光のうち，偏波面に垂直方向の散乱光強度と，偏波面に平行方向の散乱光強度を取得する．両者の強度比（偏光比）は粒径に依存することから粒径を決定できるというものである．
本研究では，その決定的な弱点であった「計測範囲の狭さ」ならびに「粒子群の粒径分布の幅をあらかじめ仮定する」という点を，多波長の光源を用いることで解消する．複数波長のレーザで計測を行うことで，連立方程式を解くように「粒径分布」を計測する．これにより，「非接触」かつ「2次元」のサブミクロン粒径計測を実現する．
平成25年度は，ポリスチレン標準粒子を用い，本手法の計測原理ならびに計測精度の検証を実施した．平成26年度は，この技術を実用場に適用するため，「層流拡散火炎中で生成するすす粒子」に着目し，その計測に着手した．初期データを得るに至るも，同時に計測を妨げる問題が顕在化しした．最大の課題は，火炎を「答辞計測できない」ことにある．多波長の光源を切り替える必要があるため，同じ時刻の散乱光を取得することができない．わずかな揺らぎや時間変化が計測結果に影響を及ぼすことが明らかとなった．平成27年度は，多波長レーザ光源（既設設備）と偏光カメラ（既設設備）を投入し，この問題の解決を目論んだ．高さ30mmのブタン層流拡散火炎中で生成するすす粒子は，中心軸上では10nmのオーダであり，火炎面に近づくについてれ粒径が増大する様子が確認された．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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