マイクロ波散乱トモグラフィ法にもとづく木材含水率分布計測法に関する基礎的検討

基于微波散射断层扫描法的木材含水率分布测量方法的基础研究

• 批准号: 16658074
• 负责人: 竹中 隆
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagasaki 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16658074/
• 关键词: 可視化; 木材; 水分計測; マイクロ波; 含水率検出

昨年度は,長崎大学では1つのダイポールアンテナまたはホーンアンテナから電磁波を角材に照射し,角材の周りに配置した7つのダイポールアンテナによって電磁波を受信し,散乱波によって木材の水分分布を調査する可能性を示した.一方,静岡大学では,8つのホーンアンテナを円形に等間隔で配置した測定装置を作成し,測定装置の精度について議論した.昨年度の実験結果から,送信アンテナにはホーンアンテナがよいことが分かった.平成17年度は静岡大学で実験したデータを元にして数値計算と測定結果とを比較し,水分検出の可能性について詳細に議論し,将来の測定装置の構想を提案した.以下に今年度の研究結果を列挙する.(1)静岡大学が作成した8つのホーンアンテナからなる水分検出装置の中央に何も置かずに,1つの送信アンテナから照射された電磁波を周りの7つの受信アンテナで受信した.送信アンテナに対して正対している受信アンテナとその両隣の受信アンテナの合計3つのアンテナでは対照的な結果が得られるが,他の受信アンテナでは受信電界が非常に小さくなり,対称性を得ることができなかった.原因としては,アンテナの配置の非対称性だけでなく,水分検出測定装置内で電波吸収体によって吸収できなかった電磁波の反射による影響だと考えられる.そこで,静岡大学では水分検出測定装置内に様々な角材を配置してそれら3つのアンテナによる受信電界を測定し,角材の種類による受信強度の変化について議論した.(2)長崎大学では,静岡大学で実験したデータと数値シミュレーションの結果を比較検討した.ホーンアンテナから照射された指向性をもった電磁波を数値解析で実現するために,メインロブだけをガウスビームで近似し,得られたガウスビームを入射波としてモーメント法を用いて散乱界を数値計算した.送信アンテナに正対する受信アンテナとその両隣の受信アンテナの位置では測定結果と計算結果が良く一致することを確かめた.(3)受信アンテナをホーンアンテナにすることにより受信電界のゲインは増加するが,放射パターンを詳細に議論することはできない.しかし,被測定物を中心とした左右40度ずつの受信電界強度分布から,被測定物の比誘電率分布を推定できる可能性を明らかにした.したがって,今後は1つのホーンアンテナから電磁波を照射し,送信アンテナに対して正対した位置を中心に左右40度程度に均等に配置した複数のダイポールアンテナによって電磁波を受信することにより散乱パターンを観測し,これによって水分分布の検出を行う方法について議論する予定である.

Last year, Nagasaki University showed the possibility of investigating moisture distribution in wood by electromagnetic wave irradiation and angular material circumferential disposition. On the other hand, Shizuoka University has been discussing the construction of measuring devices with equal intervals and the accuracy of measuring devices Last year's results were different, and the letters were lost. Heisei 17th year Shizuoka University has completed the calculation of the number of elements, compared the measurement results, discussed the possibility of moisture detection in detail, and proposed the idea of future measurement equipment. The results of this year's study are listed below. (1)Shizuoka University has created 8 sets of sensors in the center of the moisture detection device, 1 set of sensors in the center of the moisture detection device, 1 set of sensors The total number of letters sent to the recipient is 3. The result of the correspondence is very small, and the correspondence is very small. The reason for this is that the dissymmetry of the configuration of the water detector is due to the influence of the electromagnetic wave absorption and reflection in the water detector. In this paper, Shizuoka University moisture detection equipment for the distribution of angle material, including three types of angle material, the measurement of the receiving electric field, the type of angle material, the change of the receiving electric field, the discussion. (2)Nagasaki University, Shizuoka University, and the results of the comparison For example, if you want to use the electromagnetic wave, you can use the electromagnetic wave to calculate the electromagnetic wave value. The result of the calculation is consistent. (3)The message is sent to you. The center of the measured object is about 40 degrees, and the intensity distribution of the received electric field is about 40 degrees. The probability of estimating the distribution of the specific inductivity of the measured object is about 40 degrees. In the future, the electromagnetic wave will be irradiated, and the transmission will be arranged evenly at the center of the electromagnetic wave.

项目成果

Image reconstruction from experimental data using the forward-backward time-stepping method

使用前向-后向时间步进方法根据实验数据重建图像

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc. Progress In Electromagnetic Research Symposium Vol.44, No.3
• 作者: T.Takenaka;T.Tanaka;Y.Tanaka;E.Iwaya
• 通讯作者: E.Iwaya

電磁波を利用した木材の水分検出

使用电磁波检测木材湿度

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電子情報通信学会2005年総合大会講演論文集
• 作者: 藤田聡志;竹中 隆;田中俊幸
• 通讯作者: 田中俊幸