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単一現象追跡のための高速温度画像測定装置の開発

单现象跟踪高速温度图像测量装置研制

基本信息

批准号：
16655005
负责人：
若林知成
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kinki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

瞬間的な燃焼や発火など、短時間で高温に達する化学反応をリアルタイムで追跡し、発熱過程を制御することは、高温条件下でのみ生成が可能な特異な分子の発見や収率の向上につながる。また、化学反応で放出される熱エネルギーを温度の時間変化から算出することにより、反応過程における分子や微粒子の化学結合および内部状態の変化を明らかにすることが可能となる。本研究では、ミリ秒以下の時間で起こる発熱現象をリアルタイムの画像として捉え、発熱体の温度を実時間追跡するための高速温度画像測定装置の開発を行った。最終年度に当たる本年度は、温度校正のための検量線を作成し、実際の反応系の観察に応用した。検量線の作成においては、電流によって明るさの調節が可能な21Wの電球を高速ビデオカメラおよび2次標準である放射温度計で観察した。カメラの光入射部にはダイクロイックミラーと全反射ミラーを組み合わせた波長一画像分割装置を置く方式を最終的に採用した。フィラメントからの光は波長および空間的に分割され、CCD素子に結像する。画像信号をPCに取り込んだ後、二つのフィラメント像の強度を別々に読み取り、その比を放射温度計の示す温度に対してプロットした。フィラメントの電流を変化させて測定した多数の画像から強度比I_<VIS>/I_<NIR>を求め、対応する放射温度計の温度に対してプロットし、検量線とした。実際の測定では、電流の変化に応じて明るさが桁違いに変化して飽和の起こりやすい状況が生じたため、フィラメントとカメラの間に、減光のためのNDフィルターを置き、減光の度合いを系統的に調節しながら測定を行った。その結果、1700〜2300℃の温度領域で良好な検量線を得ることができた。

Instantaneous combustion, high temperature for a short time, chemical reaction, tracing, heat generation process control, high temperature conditions, formation of specific molecules, and upward reaction rate. The temperature of the heat generated by chemical reaction is calculated by chemical reaction, and the chemical binding of molecular particles and the internal state of the heat generated by chemical reaction are calculated. This paper studies the development of a high speed temperature profile measuring device for temperature tracking of heat generating materials at a time less than one second. For the final year, the temperature calibration curve for the current year is prepared and the actual reaction system is monitored. The temperature of the radiation thermometer can be measured by the temperature of the radiation thermometer, which can be measured by the temperature of the radiation thermometer at the high speed of 21W. The light incident part of the camera is composed of a wavelength division device and a total reflection device. The wavelength and spatial division of light and CCD elements are discussed in detail. The image temperature is measured by the temperature of the radiation thermometer. The <VIS><NIR>temperature of the radiation thermometer is determined by the current variation of most images and the intensity ratio I/I. In the meantime, the measurement of the current and the change of the saturation state are carried out. The results show that the temperature range of 1700 ~ 2300℃ is good.