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プラズマジェットを用いた材料プロセスでその高品質化を図るためには、注入材料粒子のパラメータ(粒子の温度、速度)、およびプラズマパラメーターを精密に測定することが重要となる。昨年度は、光学干渉フィルターとCCDビデオカメラから成るプラズマ分光装置を試作し、プラズマジェットの温度測定が可能なことを明らかにした。今年度は、材料(搬送)ガス注入時のプラズマの温度分布および注入材料粒子の温度・速度の計測に重点を置き研究を遂行した。以下に得られた結果をまとめる。
1.本装置とCT法を併用することにより、ジェット断面内の温度分布が詳細に測定可能である。材料を搬送するフィードガスの進入状態が詳細に観測可能であり、ジェット温度の軸対称性を保つための流量範囲が明らかとなった。
2.市販のビデオカメラで測定を行うので、1/30秒の時間分解能で温度変化が測定可能である。今回用いた我々が開発したプラズマジェット発生器から得られるプラズマ流を本装置により診断した結果、揺らぎも少なく、長時間安定であることがわかった。
3.ビデオカメラで測定された画像から、プラズマ中に注入された低速の発光材料粒子の軌跡およびその速度測定が可能であることがわかった。
4.さらに、2波長透過型光学干渉フィルターを用いることで発光材料粒子の速度だけでなく温度測定も可能なことがわかった。
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