2015 Fiscal Year Annual Research Report
画像センサーを利用した安価で簡便な分散系二相流の粒径計測システムの開発と公開
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25420116
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 孝司 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10235963)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 粒径計測 / レーザー回折 / 画像センサー / 噴霧 / 分散系二相流 / システム開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、噴霧等の粒径を計測する必要最低限の安価なシステムとして申請者らが開発・公開してきた簡易粒径計測システムの問題を克服して汎用性を高め、評価のうえ公開することにある。このシステムはレーザー回折の原理に基づくもので、汎用部品のみ構成され、粒子からの散乱光の強度分布を汎用画像センサーで得た画像から評価して粒子の粒径分布や平均粒径を求めるものである。しかし、測定用レーザー光束の集光点近傍で光強度が高いため、センサー出力が飽和して光束の透過率を妥当に評価できない、画像に光学的ノイズが現れるなどの問題があった。
前年度までに画像センサーの上面にレーザー光束の集光点を覆うように遮光板を置くことにより上述の問題を解消した新しいシステムを開発した。併せてカメラ用アクセサリー部品(製造中止)を利用した従来の光学系に替えてXレールなど汎用光学部品などを組み合わせて新たに光学系を構成した。このシステムについて導入説明書を整備し、部品リスト、計測制御コードなどと共にホームページで公開した(Ver.3.1)。
しかし、このシステムの本学内で試用の過程で、画像センサー上面に遮光板を直接張り付ける作業が煩雑で、このことが本システム導入の障害となることが判ってきた。試行錯誤の結果、レーザー回折法の標準的な光学系にリレーレンズを追加し、新たに形成された中間焦点面上に遮光板を置くことにすれば、画像センサーに直接触れずに済むうえ、遮光板の径を小さくできて粒径の測定レンジを拡大できる可能性が示唆された。本年度はこのアイデアに基づいてシステムの光学系を改良した。計測制御コードも併せて改良し、最新OSにも対応させた。幾つかの測定例から改良されたシステムの有効性を確認し、その結果を学会発表すると共に、導入説明書を整備してホームページで公開した(Ver.4.0)。また、査読付き論文としても投稿準備中である。
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| Remarks |
本研究で改良された簡易粒径計測システムの導入説明書、部品リスト、計測制御コードなどを大学・高専の研究者向けにHPで公開している。
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