2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14550736
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松坂 修二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10219420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 弘昭 京都大学, 工学研究科, 教授 (90026310)
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| Keywords | 分級 / 粒子 / 二軸ローラー / 高速カメラ / 跳躍運動 / 移動速度 |
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| Research Abstract |
球形ハンダ粒子などの機能性微粒子の特性を最大限に発揮させるためには,粒子径を厳密に揃える必要がある.本研究では,球形粒子を1ミクロンの精度で分級する装置を開発することを目的としており,昨年,二軸ローラーを用いる分級装置を製作した.二軸ローラーは傾斜しており,下方にいくほどローラーの間隙を広くしてあるので,粒子がローラー間を転がって移動する間に,粒子径の違いによって選別できる.本年度は,分級精度に影響を及ぼす粒子の動的挙動を明らかにするため,ローラー間を移動する粒子を顕微鏡で捉え,1/8000秒の高速カメラで撮影し,動画の解析を行った,粒子の平均移動速度はローラーの回転数とともに増加するが,粒子はローラーの間隙を単純に転がるのではなく,微小な跳躍運動を繰り返す.粒子は跳躍すると重力によって加速するが,一本のローラーに接触すると減速する.処理速度を高めるには,粒子の移動速度を大きくする必要があり,分級精度を高めるには,跳躍運動に伴う速度変化を小さくしなければならない.画像解析によって得られた粒子の速度変化は,粒子の跳躍時間,跳躍距離に関係するだけでなく,画像からは得られない上向きの粒子の飛び出し速度の予測にも利用できる.粒子の運動は,ローラーの回転方向および回転速度に依存し,二本のローラーの回転方向が同じ場合,跳躍運動は小さいが平均移動速度も遅い.片方のローラーの回転を逆向きにすると,平均移動速度は速くなるが,粒子の跳躍運動に伴って速度変化も大きくなる.ローラーの回転条件と粒子の跳躍運動は非線形であり,さらに詳細な解析が必要ではあるが,得られた結果を基にして,粒子の平均移動速度と跳躍運動の関係からローラーの回転条件が決められるようになった.
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[Publications] S.Matsusaka, K.Muranishi, H.Masuda: "High accuracy classification of spherical particles using a twin roller system"Proceedings of The 2nd Asian Particle Technology Symposium, Penang, Malaysia. Vol.II. 347-351 (2003)
