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スペクトル強度比を用いた3次元温度分布計測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06113
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関山梨大学

研究代表者

鳥山 孝司  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50313789)

研究分担者 一宮 浩一  山梨大学, その他部局等, 名誉教授 (30037923)
舩谷 俊平  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50607588)
多田 茂  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70251650)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード温度分布計測 / 感温液晶 / 散乱光強度比 / シャインプルーフ配置 / 不確かさ解析 / 非接触 / 温度計測 / 画像処理 / 不確かさ / 散乱光強度 / 計測機器 / 伝熱機器
研究成果の概要

本研究は感温液晶の異なる散乱光強度比を利用した新しい三次元温度分布測定法の開発である。まず最初に、ハーフミラーを用いる手法に取り組んだところ、計測の不確かさが大きくなることが分かった。また、異なる種類の感温液晶について評価した所、本手法ではカイラルネマティック液晶よりもコレステリック液晶の方が良い事が明らかになった。次に、シャインプルーフ配置による手法に取り組み、不確かさが非常に小さくなることが確認された。また、仰角と計測可能温度範囲の関係についても調べ、本計測法の適用可能範囲を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的特色は、比較的安価でかつ扱いが容易な感温液晶を用い、感温液晶の呈色範囲を大きく超える温度範囲で温度計測が可能となることにある。また、モノクロカメラと安価なフィルタ・光学系のみの機器構成で測定系が容易に実現可能であるという特徴がある。
シャインプルーフ配置による計測では、非常に高い精度での温度計測が可能であることが本成果により示された。また、液体内部の温度分布計測にも適用可能であり、その基盤となる技術は確立された。これにより、従来実現が困難であった3次元熱流動場における瞬時温度・速度場計測が非侵襲・非接触的に可能となった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] TEMPERATURE DISTRIBUTION MEASUREMENT USING RATIO OF SCATTERED LIGHT INTENSITIES FROM THERMO-CHROMIC LIQUID CRYSTAL: UNCERTAINTY EVALUATION2018

    • 著者名/発表者名
      Kokui Daisuke、Toriyama K.、Tada S.、Ichimiya Koichi、Funatani Shumpei
    • 雑誌名

      International Heat Transfer Conference DIGITAL LIBRARY

      巻: - ページ: 8935-8941

    • DOI

      10.1615/ihtc16.tpm.024087

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 目視角度の影響を考慮した感温液晶からの散 乱光強度比を用いた温度計測法2019

    • 著者名/発表者名
      鳥山孝司, 多田茂, 一宮浩市, 舩谷俊平, 權宰暈
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 狭帯域波長のスペクトル強度を用いた感温液晶の新しい温度分布計測法-シャインプルーフ配置による測定法の改善-2018

    • 著者名/発表者名
      小久井大将, 鳥山孝司, 多田茂, 一宮浩市, 舩谷俊平
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effects of The Type of TLCs for Measureable Temperature Range of Temperature Distribution Measurement Method Using Ratio of Scattered Light Intensities2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Toriyama
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center (Japan, Okinawa, Ginowan)
    • 年月日
      2017-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 感温液晶の狭域散乱光強度比を利用した新しい温度分布計測法2017

    • 著者名/発表者名
      鳥山孝司
    • 学会等名
      第54回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of the Type of TLCs for Measureable Temperature Range of Temperature Distribution Measurement Method Using Ratio of Scattered Light Intensities2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Toriyama
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Instantaneous Measurement of Temperature Distribution Using Thermo-Chromic Liquid Crystals Based on Spectral Intensity in Narrow Band Wavelengths2016

    • 著者名/発表者名
      Nduma John Nganga
    • 学会等名
      The 27th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center (USA, Hawaii, Honolulu)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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