レーザー励起光散乱分光法による2次元濃度分布測定法の開発

本研究の目的は、建築分野における応用を目指し、レーザー励起光散乱分光法により、散乱体の粒子数分布や形状分布を求めて、その空間分布すなわち濃度を2次元で高速・高精度で測定可能な装置を開発することである。昨年度までに狭い室内環境で煤煙散乱体粒子の濃度、距離測定を可能にしてきた。しかし、室内測定において更なる高精度化や屋外測定を行うには測定系のうち、受光系の改良が必要になる。本年度は屋外測定を視野にいれ、室内でもさらに高精度測定できるように受光系の改良とコンパクト化を行った。改良点としては、以前の集光器は単レンズ(φ60)であったが、高い集光能力、狭い視野を持つシュミット・カセグレン式反射望遠鏡(SC望遠鏡、φ200)を使用した。屋外測定を行うためには、透過率、分光性能が良い分光器を使用するのが最善であるが、大きさ、重量の面で持ち運びが不便となるため、今回は小さく軽量な干渉フィルター(φ25)を使用した。このように受光部を改良して5,10,15,20,25m各地点に散乱体としてポリスチレン板を設置し距離、ミー後方散乱光信号強度(濃度)測定を行った。距離を測定するためのトリガー信号を得るためにバイアス無しのフォトダイオードを使用した。その結果、各地点に対する散乱光信号強度のピークが、ほぼ設置点をと同じ位置で得られた(実際には数m^〜数10cmのズレが生じた)。昨年度50cmに設置したときと、今回の実験で行った5mに設置したときでは後者のほうが2倍以上の信号強度を得ることが出来た。この結果から、距離の測定精度の改善とSC望遠鏡の高い集光能力により微弱な散乱光信号を感度良く測定できる様になった。

本研究の目的は、建築分野における応用を目指し、レーザー励起光散乱分光法により、散乱体の粒子数分布や形状分布を求めて、その空間分布すなわち濃度を2次元で高速・高精度で測定可能な装置を開発することである。昨年度までに狭い室内環境で煤煙散乱体粒子の濃度、距離測定を可能にしてきた。しかし、室内測定において更なる高精度化や屋外測定を行うには測定系のうち、受光系の改良が必要になる。本年度は屋外測定を視野にいれ、室内でもさらに高精度測定できるように受光系の改良とコンパクト化を行った。改良点としては、以前の集光器は単レンズ(φ60)であったが、高い集光能力、狭い視野を持つシュミット・カセグレン式反射望遠鏡(SC望遠鏡、φ200)を使用した。屋外測定を行うためには、透過率、分光性能が良い分光器を使用するのが最善であるが、大きさ、重量の面で持ち運びが不便となるため、今回は小さく軽量な干渉フィルター(φ25)を使用した。このように受光部を改良して5,10,15,20,25m各地点に散乱体としてポリスチレン板を設置し距離、ミー後方散乱光信号強度(濃度)測定を行った。距離を測定するためのトリガー信号を得るためにバイアス無しのフォトダイオードを使用した。その結果、各地点に対する散乱光信号強度のピークが、ほぼ設置点をと同じ位置で得られた(実際には数m^〜数10cmのズレが生じた)。昨年度50cmに設置したときと、今回の実験で行った5mに設置したときでは後者のほうが2倍以上の信号強度を得ることが出来た。この結果から、距離の測定精度の改善とSC望遠鏡の高い集光能力により微弱な散乱光信号を感度良く測定できる様になった。