| 研究課題/領域番号 |
16K14169
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
小畠 秀和 弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 准教授 (10400425)
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| 研究分担者 |
山田 善郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 首席研究員 (60358265)
笹嶋 尚彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 主任研究員 (70357127)
山口 祐 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 研究員 (80612176)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 電磁浮遊法 / ２波長反射率比法 / 高温融体 / 非接触 / 温度測定 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は2波長反射率比法を電磁浮遊液滴に適用することで、放射率データを要しない高温融体に対する非接触での温度測定法の構築を目指すものである。
現在、東北大学で開発された電磁浮遊法を活用した超高温融体熱物性計測システムにより、非接触で試料の汚染を防ぎ、静磁場印加によって融体内の対流を抑制した熱物性測定が可能となった。この熱物性計測システムでは世界的にも評価の高い高温融体に対する熱物性計測が可能であるが、非接触での熱物性計測を行うためには融体試料の放射率が必要である。これまでの研究では、試料の融点で補正した放射率を使った放射温度計での温度測定を行ってきたが、この方法では試料の放射率は常に一定であると仮定する必要がある、融点が未知である実用耐熱合金等に対しては正確な温度測定が行えない等の問題があった。
一方、産総研では現在、補助光源を用いて試料の反射率比を測定することで放射率に依存しない非接触温度測定技術である2波長反射率比法を開発している。これまでの研究で、この手法は電子基板の温度モニタリングへの適応が試みられているが、サイズの小さな球状試料や溶融金属への適応可能性については、まだ研究が必要である。
本研究ではこれら電磁浮遊法を活用した熱物性計測技術と、放射率に依存しない温度測定技術を組み合わせることで、完全に汚染のない非接触での熱物性計測システムの構築を目的としている。
平成28年度は、浮遊させた溶融金属に対して2波長反射率比法を適用するために、既存の電磁浮遊炉に温度測定用の光学系を組み込んだ。また測定原理を確立するために、誘導加熱によって最高1800 Kまで加熱した固体の球体試料に対して本手法による温度測定を行い、熱電対で測定した温度と比較した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成28年度の計画は(1) 放射率に依存しない非接触温度計測システムの光学系を電磁浮遊装置に組み込むこと、(2) 固体金属試料を用いて2波長反射率比法の温度計測システムの球状試料への適応可能性を検証することであり、これらを達成した。
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| 今後の研究の推進方策 |
純金属の融点を定点として用い、平成28年度に作成した2波長反射率比法の光学系による温度計測を行う。温度測定精度の評価を通じて、2波長反射率比法の電磁浮遊液滴に対する適応性の検証を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初最適な参照光光源に高輝度の照明を幾つか購入する計画であったが、適切な白色レーザー光源を予算内で購入し、その性能試験を行うことができたため、他の光源を購入必要がなくなり、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額と翌年度分を合わせた使用計画は次のとおりである。
白色レーザー光源用の光学レンズ系を物品費として計上する。
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