3次元非接触計測

2022.07.19 By 山梨大学

機械工学

技術概要

極細蛍光ワイヤーを用いた気流の温度分布計測システム、2色レーザービームを用いた気流の速度分布計測を開発した。本計測法は、空調機器等で需要の大きい風速5m/s程度の気流速度分布、気温0℃~80℃程度の気流温度分布に適用可能であり、500℃程度の加熱炉に対しての適用も研究中である。

用途・応用

気流の温度分布計測システム

背景

 気体の温度分布測定方法として、LIF法(Laser Induced Fluorescence:レーザー誘起蛍光法)を応用した方法がある。

例えば、温度測定対象となる気体に蛍光染料溶液を噴霧して液滴群とし、これに蛍光染料を励起する波長域の成分を含む光を照射し、蛍光染料の蛍光強度を測定し、その蛍光強度から温度を算出することで、気体の温度を測定している。

【先行技術文献】
【特許文献】
【 特 許 文 献 1 】 特 開 2 0 1 3 ‑6 8 4 9 9

課題

 しかし、特許文献1に記載されている方法では、蛍光染料を含む液滴を気体中に噴霧するために液滴が落下し、誤差要因となり得る蛍光強度の非一様性が生じてしまう。さらに、噴霧された液滴により測定領域が汚損される。

 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、蛍光強度の一様性を担保しつつ測定領域の汚損を防ぐことができる温度分布測定方法を提供するものである。

手段

 本発明によれば、気体の温度分布測定方法であって、測定対象の気体中に配置され且つ蛍光染料が塗布された細線に対し、前記蛍光染料を励起させる励起光を照射する照射ステップと、前記蛍光染料が発生させる蛍光から得られ且つ前記蛍光染料の温度に依存して変化する温度依存値を複数点において取得する温度依存値分布取得ステップと、前記蛍光染料の温度と温度依存値の関係に基づいて、複数の前記温度依存値から前記気体の温度分布を算出する温度分布算出ステップと、を有する気体の温度分布測定方法が提供される。

効果

 本発明の温度分布測定方法では、蛍光染料が細線に塗布されているため、蛍光染料の落下による蛍光強度の非一様性の発生を低減することができる。さらに、測定領域を汚損することもなくなる。

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特許情報

特開2017-015590

JPA 2017015590-000000