2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of the three-dimensional temperature distribution measurement method using the ratio of the spectrum intensity

Research Project

Project/Area Number	16K06113
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	鳥山孝司山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50313789)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	一宮浩一山梨大学, その他部局等, 名誉教授 (30037923) 舩谷俊平山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50607588) 多田茂防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70251650)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	温度計測 / 感温液晶 / 散乱光強度比
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、ハーフミラーを用いて同一画角の狭帯域散乱光強度を２台のカメラで取得し、その比の値と温度との関係から温度分布を得るという手法に取り組むものであった。そこで前年度に上述の仕組みによる計測を行ったところ、片方のカメラで測定対象物が２重に写るといった現象が確認され、計測精度に大きな影響が出ることが明らかになった。そこで最終年度では、計測対象の鉛直方向に照明を設置し、その鉛直方向となす角度が15度の位置（計測対象物から見て仰角が75度）に２台のカメラを設置し、異なる狭帯域散乱光強度の画像を得る手法に取り組んだ。その結果、計測可能温度範囲が広がるとともに、不確かさも小さくなった。しかしながら、その波長比（436nmと405nmの比）は前年度（442nmと436nmの比）と同じではないことも明らかになった。この理由としては、狭帯域散乱光強度が仰角に依存するためである。なお、仰角が広い範囲で計測できるということは、広い空間を正しく温度計測できることを意味する。そこで、仰角毎に狭帯域散乱光強度を取得し、仰角と計測可能温度範囲及び温度分解能の関係について詳細に調べた。その結果、温度分解能を0.1℃よりも小さなものを要求すると436nmと420nmの比を用いた方が良い事が明らかになった。また、液体内の温度分布計測のため、本年度取り組んだカメラ配置を使用して、シリコンオイル内に感温液晶微粒子を混在させた粒子位置を特定する装置も開発した。これは異なる角度から感温液晶微粒子を撮影するため、粒子の三次元的な位置が2台のカメラで算出できるというものである。以上開発したものを組み合わせることで３次元的な温度分布を得ることが可能となるため、本研究により、新しい３次元温度分布計測の基盤となる技術が確立できた。