| 研究課題/領域番号 |
20K04306
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 温度分布計測 / 感温液晶 / 非接触 / 感度特性 / 温度分解能 / 温度計測法 / カラーカメラ / 計測精度 / 感温液晶微粒子 / HSI検定 / 画像処理 / 散乱光強度 / LOO法 / 重回帰分析 / ３次元温度計測 / リアルタイム計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，廉価なモノクロカメラと比較的安価で且つ扱いが容易な感温液晶を用い，液体内の3次元的な温度分布計測を実現する．まず最初に，感温液晶微粒子から温度に対応する散乱光強度を詳細に調べるとともに，そのサイズや形状をデータベース化を行う．また理想的な散乱光強度をそのデータベースから決定する．次に，得られたデータベースから深層学習を用いた温度計測アルゴリズムを構築する．これにより温度計測の精度向上が期待できる．さらに，本提案手法に3D-PTV法を組込むことで，従来実現が困難であった3次元熱流動場における非浸襲な温度・速度場同時計測に発展させるとともに，リアルタイム処理についても取り組む．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，感温液晶微粒子を用いて液体内の３次元温度分布計測する手法の開発である．まず最初に，レシオメトリー法による手法に取り組んだところ，同じ温度においても感温液晶微粒子からの散乱光強度が同程度の値とはならず，温度計測に向かないことが明らかとなった．そこで，照射光には青色LEDを用いてカラーカメラによる計測を行った結果，カメラの感度特性の結果から温度に対応したRGB値が観測された．このRGB値からHSI値に変換したところ，HS値を用いることにより，測定誤差はあるものの感温液晶微粒子の温度を得ることが可能となった．さらに感温液晶シートを用いた評価を実施し，本手法の計測能力についても明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，廉価なカメラと比較的安価で且つ扱いが容易な感温液晶を用いることで，固体表面や液体内の温度分布計測を可能にするためのものである．今回得られた成果は，液体内の3次元温度分布に対して温度検定する新たな手法を見出したものであり，今後研究が進めば，従来実現が困難であった3次元熱流動場における温度・速度場同時計測が非浸襲に可能となる．また，これまでのレシオメトリー法を用いた表面温度計測では，複数のカメラが必要であったものの，本手法であればカラーカメラ１台のみで実現可能であり，赤外線カメラよりも高解像度の温度分布計測が可能となる．
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