| 研究課題/領域番号 |
22248020
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
木質科学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
土川 覚 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (30227417)
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| 研究分担者 |
山本 浩之 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (50210555)
岡田 英史 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40221840)
藤本 高明 鳥取大学, 農学部, 准教授 (40446331)
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| 連携研究者 |
吉田 正人 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (30242845)
今井 貴規 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (20252281)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2012
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| 研究課題ステータス |
完了 (2012年度)
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| 配分額 *注記 |
26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2010年度: 20,930千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 4,830千円)
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| キーワード | 分光分析 / 時間飛行 / 木材 / 材質評価 / 近赤外 / 非破壊計測 / 林学 / バイオマス / 農業工学 / 計測工学 / 応用光学・量子光工学 / 飛行時間 |
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| 研究概要 |
本研究では、時間飛行近赤外 (TOF-NIR) デンシトメトリという新奇の分光学的手法を創出し、これに基づいた非破壊木材材質計測手法を確立することを目指した。ピコ秒オーダの極短時間パルスレーザ光を木材に照射し、透過光の時間変動(時間プロフィル)を詳細に観察する計測システムを開発するとともに、透過光変動に及ぼす木材材質の影響を光拡散方程式の順問題および逆問題的解法によって記述し、得られた吸収係数・散乱係数等から各種材質を非破壊で推定することを試みた。また、木材に連続レーザ光(CW光)を照射し透過光量を測定する測定系も別途試作し、両者の測定結果を比較・検討することによって、近赤外レーザによる木材材質測定の可能性を追究した。一連の実験の結果、厚さ 5mm までの木材試料からの透過光の検出が可能となることがわかった。また、いずれの測定方法においても、早材部と晩材部で、密度に対応して透過光量が明瞭に変動した。CW 光の照射スポット分解能に対応して、X 線デンシトメータと同様の密度変化をとらえることができた。また、パルス光測定では、晩材部で透過光度のピーク値の減少およびピーク時間の遅れが確認できた。TOF-NIR 法を用いて、木材の乾燥経過モニタリングを試みた。各乾燥段階によって、吸収・散乱係数は特徴的に変化し、これらは試料表層部および内部における水分の存在状況と密接に関わっていることが明らかになった。上記の結果に基づいて、透過光時間プロフィルを説明変数とする多変量解析を行い、含水率の推定を行った結果、従来の近赤外反射スペクトルを説明変数にした場合よりも高精度で含水率が予測できることが明らかになった。
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