大型温室換気の実時間制御のための音響的手法による2次元温度分布計測に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14656094
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 水谷 孝一 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (50241790)
• 研究分担者: 佐瀬 勘紀 独立行政法人農業工学研究所, 農地整備部農業施設研究室, 室長(研究職) ; 増山 裕之 鳥羽商船高等専門学校, 電子機械工学科, 助手 (90334052) ; 永井 啓之亮 筑波大学, 機能工学系, 教授 (50002209)
• キーワード: 温度計測 / 超音波 / 温室 / 換気 / 2次元温度分布 / 温熱環境 / 農業施設 / モニタリング

研究概要

要約
大型温室換気の実時間制御のための音響的手法による2次元温度分布計測の実現のため2年間の研究期間のうち、2年目に実施した研究実績の概要は次の通りである。
(1):100mを超える区間の平均温度をリアルタイムで計測するためのネットワーク化されたシステムを試作し野外において軽快に計測することができた。
(2):風の影響を考慮した400平米領域の平均温度測定法を確立し、システムを構成して実験を行った結果、風の影響を排除して領域の平均温度を実測することができた。
(3):熱電対等従来型の測温素子との比較検討法を検討して実験を行った結果、音響的手法は日射の影響を受けることなく空気温度を正確に測定できることが分かった。
(4):温室壁面等からの反射音情報を利用する温度分布再構成法を考案し、対応する縮小系で実験を行った結果、素子数を少なくできるなど有効性が確認できた。
(5):風洞において精密な風向・風速計測実験を行った結果、10m/sの風速以下において、性格に風向・風速を測定することが出来た。また空間分解能が4の2次元分布計測も実現できた。
研究成果
9編の雑誌論文(ジャーナル論文が5編、査読付国際会議論文が4編)等への他に、
・日本機械学会振動・音響新技術シンポジウム(1件)、
・アカデミックプラザ2003/2003国際食品工業展(1件)、
・農業環境工学関連5学会2003年合同大会(3件)、
・2003年度農業施設学会年次大会(3件)、
・日本音響学会2003年秋季研究発表会(3件)、
・第24回超音波シンポジウム(4件※)
において合計15件の研究発表を行った。
※第24回超音波シンポジウムにおいて、発表論文1件が「奨励賞」を受賞した。

研究成果

• [文献書誌] K.Kudo, K.Mizutani, T.Akagami, R.Murayama: "Temperature distribution in a rectangular space measured by a small number of transducers and reconstructed from reflected sounds"Japanese Journal of Applied Physics. 42-1・5B. 3189-3193 (2003)
• [文献書誌] K.Mizutani, K.Kudo, T.Akagami, K.Nagai, L.Okushima, S.Sase: "Non-contact measurement of space temperature in greenhouse using acoustic technique"Proceedings of the 2003 American Society of Agricultural Engineering(ASAE)Annual International Meeting. CD-ROM. 1-8 (2003)
• [文献書誌] E.Ishikawa, K.Mizutani: "Temperature measurement using a dual frequency acoustic delay line oscillator"Japanese Journal of Applied Physics. 42-1・8. 5372-5373 (2003)
• [文献書誌] E.Ishikawa, K.Mizutani, K Nagai: "Precision computerized tomography for visualization of temperature distribution using an acoustic delay line oscillator"Proceedings of 5th World Congress on Ultrasonics(WCU2003). CD-ROM. 741-744 (2003)
• [文献書誌] K.Itoga, K.Mizutani, K.Kudo, Te.Akagami, L.Okushima: "Micrometeorological measurements in field using long base line sound probes"Proceedings of the 18th International Congress on Acoustics(ICA2004). CD-ROM(in press). (2004)
• [文献書誌] K.Kudo, K.Mizutani: "Improvement of spatial resolution for air temperature distribution reconstructed from direct and reflected sounds"Proceedings of the 18th International Congress on Acoustics(ICA2004). CD-ROM(in press). (2004)
• [文献書誌] K.Kudo, K.Mizutani: "Temperature measurement using acoustic reflectors"Japanese Journal of Applied Physics. 43-1・5B(in press). (2004)
• [文献書誌] K.Mizutani, K.Taruishi, Y.Hachisuka, K.Kudo, M.Ishii: "Micrometeorology measurement system by acoustic method"Japanese Journal of Applied Physics. 43-1・5B(in press). (2004)
• [文献書誌] K.Mizutani, K.Itoga, K.Kudo, L.Okushima, N.Wakatsuki: "Network controlled measurement for spatial mean temperature using a sound probe with long-base line"Japanese Journal of Applied Physics. 43-1・5B(in press). (2004)