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光到達深度の波長依存性を利用した3次元粒子分布計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14175
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関首都大学東京

研究代表者

角田 直人  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70345437)

連携研究者 小方 聡  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50315751)
近藤 克哉  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (00295750)
研究協力者 ハン バン クオン  首都大学東京, 理工学研究科
西島 圭祐  首都大学東京, 理工学研究科
大畑 俊哉  首都大学東京, 理工学研究科
荒川 祐輝  首都大学東京, 理工学研究科
小熊 亨  首都大学東京, 都市教養学部
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード近赤外分光法 / 粒子分布 / 対流 / マイクロ流路 / 熱工学 / 熱物質輸送
研究成果の概要

近赤外域の水の吸収帯では波長間で吸収係数差が大きいため,水中への光到達深さが波長によって大きく異なる。この原理を応用して波長毎の反射粒子画像から深度毎の粒子分布を得ることに挑戦した。実験では,1 mm深さの流路内の水にマイクロ粒子を混入し,波長1450 nm付近に存在する水の吸収帯内の複数波長を順次照射し,同期させた近赤外カメラによって反射画像を取得した。成果として,波長によって異なる深度の反射画像が得られることを確認した。個々の粒子の判別はできなかったが、粒子群の深さの違いを反映した画像を得ることができ,原理および測定システムの有効性を実証した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Measurement of temperature-dependent diffusion coefficients of aqueous solutions by near-infrared simultaneous imaging of temperature and concentration2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yamashita, Naoto Kakuta, Daisuke Kawashima, Yukio Yamada
    • 雑誌名

      Biomedical Physics and Engineering Express

      巻: 4 号: 3 ページ: 035030-035030

    • DOI

      10.1088/2057-1976/aab645

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-infrared measurement of water temperature near a 1-mm-diameter magnetic sphere and its heat generation rate under induction heating2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Keisuke Nishijima, Katsuya Kondo, Yukio Yamada
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 121 号: 4 ページ: 044901-044901

    • DOI

      10.1063/1.4995284

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous imaging of temperature and concentration of ethanol-water mixtures in microchannel using near-infrared dual-wavelength absorption technique2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: 27 (11) 号: 11 ページ: 115401-115401

    • DOI

      10.1088/0957-0233/27/11/115401

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 誘導加熱された微小磁性球周りの液体の自然対流の調査2018

    • 著者名/発表者名
      荒川祐輝,西島圭祐,HAN Van Cuong,近藤克哉,角田直人
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第24期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外分光法を応用したマイクロ流路内の微小粒子の分布測定2018

    • 著者名/発表者名
      小熊亨,荒川祐輝,角田直人
    • 学会等名
      第57回関東学生員卒業研究講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous imaging of temperature and concentration for reaction-diffusion phenomena in microchannel2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Hidenobu Arimoto, Yukio Yamada
    • 学会等名
      1st Asian Conference on Thermal Sciences (ACTS)
    • 発表場所
      Cheju, Korea
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image analysis of diffusion phenomena in aqueous solutions through microchannel2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Hiroki Yamashita, Daisuke Kawashima, Katsuya Kondo, Yukio Yamada
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Micro and Nano Technology (ISMNT)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体深度の異なる2波長を用いた生体模擬試料の水分量計測2017

    • 著者名/発表者名
      石田翔平,角田直人,山田幸生
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第23期総会・講演会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous imaging of temperature and concentration for reaction-diffusion phenomena of aqueous solutions in microchannel2017

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Daisuke Kawashima, Hiroki Yamashita, Toshiya Ohata, Yukio Yamada
    • 学会等名
      The ASME 2017 15th International Conference on Nanochannels, Microchannels and Minichannels (ICNMM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小磁性球の誘導加熱時における発熱量の空間マッピング2017

    • 著者名/発表者名
      西島圭祐,角田直人,近藤克哉,山田幸生
    • 学会等名
      第45回日可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外吸収イメージング法を利用した微小発熱球の発熱量の高精度推定2017

    • 著者名/発表者名
      西島圭祐,角田直人,近藤克哉,山田幸生
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of 3D temperature distributions in free convection field around a small heated sphere in water2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Miyake, Naoto Kakuta, Fujioka Ryota, Yuji Oyamada, Kazu Mishiba, Katsuya Kondo
    • 学会等名
      The 4th International Forum on Heat Transfer (IFHT2016)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature distribution measurement around inductively heated magnetic particles2016

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kakuta, Keisuke Nishijima, Cuong Van Han, Katsuya Kondo, Yukio Yamada
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)
    • 発表場所
      Sendai International Center, Japan
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近赤外光を利用したマイクロ流路内の拡散現象の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      角田直人,山下大樹,川嶋大介,近藤克哉,有本英伸,山田幸生
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ流路内の水溶液の熱拡散と物質拡散の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      山下大樹,角田直人,川嶋大介,有本英伸,近藤克哉,山田幸生
    • 学会等名
      可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2016-07-19
    • 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: 2019-03-29  

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