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散乱電磁波を利用する流動液体の広帯域・低侵襲な動的材料定数測定手法

研究課題

研究課題/領域番号 16K06398
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 計測工学
研究機関秋田工業高等専門学校

研究代表者

駒木根 隆士  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40370241)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード物性分析 / 散乱波 / 誘電分極 / 誘電率測定 / 流体 / スペクトラム / 非侵襲 / マイクロ波 / 誘電率 / 誘電損失 / 比誘電率 / オンライン計測
研究成果の概要

配管中を流れる液体の性質や状態を,サンプリングや流路内センサ設置無しに,動的かつ低侵襲に評価する手法の確立を目的とする.
球状容器に封入した水に照射した単一周波マイクロ波の散乱波電力と誘電率の間の理論的関係を基に円筒容器内の水の散乱波電力を解析し,電波吸収体により一部を電波的に露出したパイプ中の水の分極分布を考慮した誘電特性の補正係数を実験的に導出した.
ポンプを用いた水循環機構の液体回路に設置した前記機構で測定した結果,照射電磁界の変化速度(周波数)が液体の流速より十分早い範囲で,静止した液体と流動液体の散乱波測定結果の間には有意な差がなく本測定法を液体循環系へ適用できることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

工業的に重要な液体材料の品質確保は安心・安全な社会の維持のため重要である.潤滑や油圧作動に用いる油試料に関して,本手法を拡張し広帯域連続スペクトラムを用いて評価を行い,加熱酸化試験による劣化や,水分および空気の混入による影響の評価実験の結果,特に加熱時間すなわち油劣化度と測定結果評価量の間に高い相関があることを確かめた.これにより,油の劣化状態の迅速な評価を非接触で実施できることが確かめられた.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 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 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 油品質評価のためのマイクロ波散乱スペクトラム分析手法2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 徹 駒木根 隆士 佐藤 可奈 菅原 英子 黒澤 孝裕 亀田幸則 吉田 尚弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 技術研究報告,EMCJ2019-9,pp.45-50
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Evaluation Method of Degraded Oil by using Scattering Microwave Spectrum2018

    • 著者名/発表者名
      T. Komakine, T. Takahashi, K. Sato, E. Sugawara and T. Kurosawa
    • 学会等名
      2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and URSI Radio Science Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散乱マイクロ波スペクトラムを用いた油劣化評価のためのニューラルネットワーク識別法2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤可奈, 高橋徹, 菅原英子, 駒木根隆士
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会 通信ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 散乱マイクロ波測定による電解質の濃度推定2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺智章, 黒澤孝裕, 駒木根隆士
    • 学会等名
      2019年 電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] モノスタティック配置による散乱マイクロ波スペクトルを用いた油劣化評価系2018

    • 著者名/発表者名
      高橋徹,佐藤可奈,菅原英子,黒澤孝裕,駒木根隆士
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 散乱波法による広帯域誘電率測定における直接波干渉のスペクトル構造への影響2017

    • 著者名/発表者名
      駒木根隆士 鈴木耕也
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体試料中の混入物に対する散乱マイクロ波応答スペクトラム2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木耕也 駒木根隆士 黒澤孝裕
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会通信ソサイエティ大
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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