生活/作業環境における空気懸濁粒子汚染の迅速評価法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750537
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 加藤 文武 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30270218)
• Keywords: 空気中堅濁粒子群 / 空間分布および挙動計測 / 3次元計測 / 光学的画像解析処理

Research Abstract

平成12年度の研究計画を以下に記す。
1)走査レーザシート光学系の開発
2)レーザ照射とCCDカメラ画像取り込みの同期についての検討。
3)可視化画像実時間取り込みおよび光学的画像解析法開発
4)1)から3)の研究成果の発表を行い、研究内容の客観的評価および討議を行う。
以上の研究計画のもと,平成12年度中に行った研究実績を以下に記す.
研究計画の1)については,空間を浮遊する微粒子群の空間分布を3次元的に可視化する上では有効である一方,挙動を追うことが困難であるという問題があった.このためシート光学系だけでなく,光学系を改良し太い平行光束でも実験を行った.
2)については,CCDカメラの画像取り込みのタイミングとレーザ露光のタイミングの同期をとるためのシステムの開発を行い,同システムのもとて実験を行った.その結果,微細な粒子画像を鮮明に撮影でき,レーザ露光を変形二重露光とすることにより,浮遊微粒子の挙動を可視化する事ができた.
3)については,旋回流中のトレーサ粒子の挙動および空気中を浮遊する水蒸気噴霧粒子群の挙動の三次元可視化を試みた.前者については1台のCCDカメラで2つの映像を取り込み,粒子群の空間分布および挙動の三次元可視化を行い,後者については2台のCCDカメラで同様の実験を行った.光学的画像解析法の開発については,流体中のトレーサ粒子群の挙動を定量的に可視化し,複数の異なる粒子移動軌跡を識別して粒子の挙動ごとの空間分布を光学的に分離表示する技術を開発した.同技術においては,光学的画像解析法の実用性向上を考慮し,従来の光学的画像解析システムにCCDカメラや空間光変調器(SLM)を組み込むなどの改良を加え,画像解析の実時間処理化を行った.
4)平成12年度の研究成果発表として,3件の講演発表および2件の論文投稿を行った.そのリストを裏面に記す.
なお,講演発表の「変形二重露光を用いたPTVによる空気中浮遊微粒子群挙動の定量可視化法の開発」については,第18回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会において,会長奨励賞を受賞した.

Research Products

• [Publications] 加藤,清水,直江: "変形二重露光を用いたPTVによる空気中浮遊粒子群挙動の定量可視化法の開発"第18回空気清浄とコンタミネーションコントロール講演論文集. Vol.18. 136-139 (2000)
• [Publications] 清水,加藤: "サブミクロン粒子の空間分布と挙動の大視野可視化法の開発"第18回空気清浄とコンタミネーションコントロール講演論文集. Vol.18. 132-135 (2000)
• [Publications] F.KATO and I.SHIMIZU: "Optical processing of the particle tracking velocimetry under the deformed double exposure"Measurement Science and Technology, Institute of Physics. Vol.11. 646-654 (2000)
• [Publications] 加藤,清水,直江: "浮遊粒子群挙動の三次元定量可視化法の開発"第17回エアロゾル科学・技術研究討論会. 74-76 (2000)
• [Publications] 加藤,清水: "変形二重露光を用いたPTV画像の光学的相互相関演算"可視化情報学会誌. (掲載決定). (2001)
• [Publications] 加藤,関,清水: "空気中浮遊粒子群挙動の3次元可視化法の開発"第19回空気清浄とコンタミネーションコントロール講演論文集. Vol.19(掲載決定). (2001)