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2023 年度 実績報告書

火災現場の安全な活動に必要なガス検知機能を有するテラヘルツリモートセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02406
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

田邉 匡生  芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (10333840)

研究分担者 西脇 智哉  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60400529)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードテラヘルツ / サブテラヘルツ / 分子の回転運動 / 火災 / クリ材 / スタイロフォーム / 壁紙 / コンパネ板
研究実績の概要

昨年度までに構築している火災模擬チャンバーに対して、火災発生ガスの充填部と計測器類の位置関係について、低ノイズで安定に測定可能な条件を検討し、チャンパー外壁(アクリル板厚:20mm)でそれらを接触させることにするとともに、光学距離を360mmとした。測定手順としては、燃焼させる建築材料のサンプルをオーブンで所定温度まで加熱し、ガスを発生させた。その後、ダクトを通してチャンバーにガスを導入し、対象とするガスに対する透過率を測定するプロセスにした。サンプルはクリ材のほか、断熱材としてスタイロフォーム、壁紙(クロス材)、合板であるコンパネ板を選択し、燃焼温度は300~800度とした。発生したガスの種類については現場での検知管検査だけでなく、回収したガスに対してガスクロマトグラフィー及びイオンクロマトグラフィーにより分析した。リファレンスとした空気の透過強度と比較して、燃焼中に発生するガスに含まれる微粒子によるものだと想定される散乱がいくつかの周波数帯において確認された。発生するガスとして、コンパネ板からはシアン化水素ならびに一酸化炭素、スタイロフォームと壁紙からは臭素化合物の発生を確認している。透過特性はいずれもサンプルに特有であり、分子の大きさによる吸収ピークの周波数帯についても議論した。本測定は180秒の平均値として実施しているが、特定のガスによる吸収ピークの周波数に着目することでリアルタイムにガス成分を特定できるレベルであることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Fundamental Properties of Sub-THz Reflected Waves for Water Content Estimation of Reinforced Concrete Structures2024

    • 著者名/発表者名
      Akio Tanaka, Koji Arita, Chihiro Kobayashi, Tomoya Nishiwaki, Tadao Tanabe and Sho Fujii
    • 雑誌名

      Buildings

      巻: 14 ページ: 1076

    • DOI

      10.3390/buildings14041076

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-destructive testing of reinforced concrete structures using sub-terahertz reflected waves2024

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kobayashi, Tomoya Nishiwaki, Tadao Tanabe, Takahiro Oohashi, Hitoshi Hamasaki, Shuya Hikishima, Akio Tanaka, Koji Arita, Sho Fujii, Daisuke Sato, Takeshi Kidokoro
    • 雑誌名

      Developments in the Built Environment

      巻: 18 ページ: 100423

    • DOI

      10.1016/j.dibe.2024.100423

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-contact terahertz evaluation of the melting point for PET bottles2024

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Iwasaki, Kento Hirabayashi, Eimi Yamaguchi, Sho Fujii, Tsuyoshi Kimura, Masaya Yamamoto, Tadao Tanabe
    • 雑誌名

      Thermochimica Acta

      巻: 736 ページ: 179732

    • DOI

      10.1016/j.tca.2024.179732

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Frequency-Tunable sub-Terahertz Measurement System and its Applications for Non-Destructive Evaluation2023

    • 著者名/発表者名
      Tadao Tanabe
    • 学会等名
      CSI XLIII (43rd CSI)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 先端材料計測による解決が期待できるリサイクル課題2023

    • 著者名/発表者名
      田邉 匡生
    • 学会等名
      日本金属学会研究会「マテリアルリサイクルを加速する材料科学の課題 」
    • 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ分光のセンシングおよび非破壊検査応用2023

    • 著者名/発表者名
      田邉 匡生
    • 学会等名
      分光基礎セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域テラヘルツ技術の非接触・非破壊技術への応用2023

    • 著者名/発表者名
      田邉 匡生
    • 学会等名
      未来科学オープンセミナー
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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