光干渉縞を用いた微粒子の粒径・数密度・速度の同時計測法の開発

开发利用光学干涉条纹同时测量微粒的粒径、数密度和速度的方法

• 批准号: 26889067
• 负责人: 上澤 伸一郎
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-08-29 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26889067/
• 关键词: 流体; 流体工学; 計測工学; 超精密計測; 原子力エネルギー

原発再稼働に必要なフィルタードベントのひとつであるベンチュリスクラバの性能評価のため、スクラバ内を高速で運動する微小液滴の計測技術開発が求められている。本研究では、レーザー光を用いた光干渉縞方式による微粒子の計測法を確立し、微小液滴への適用可能性について検討した。具体的な研究実績は以下の通りである。１．微粒子計測装置の製作、２．計測機器の調整、確認：研究計画の通りの液ラインと光学系で構成された微粒子計測装置を製作するとともに、実験装置が想定通りに運転することを確認した。３．干渉縞発生の理論的な解析：既存研究を元に理論的な解析を行うことに加えて、微粒子の散乱現象に対する光学シミュレーションを実施した。その結果、実験で使用する微粒子の散乱強度とその粒径に相関があることが確認された。４．微粒子計測装置の性能評価実験（４－１．干渉縞に対する受光素子の電圧信号特性の把握）：レーザーと微粒子の光学的作用によって発生する干渉縞とその光を受けた受光素子から出力される電圧信号の特性を把握するため、スクリーンに映る干渉縞と電圧信号の同期計測を実施した。その結果、微粒子を混入させた場合、干渉縞の発生が確認できたとともに、同時に受光素子からの電圧が減少することを確認した。このことから微粒子を受光素子からの電圧減少により感知できると考えられる。４－２．粒径に対する電圧信号特性の理解：粒径に対する受光素子からの電圧信号特性を把握するために、純水中に混入する微粒子の粒径を変えて実験を実施した。その結果、粒径が小さいほど電圧の変動が小さくなることを確認した。このことから、電圧の減少量を計測することで粒径を予測できることが期待される。以上により、レーザー光を用いた光干渉縞方式による微粒子の計測が可能であることが明らかにされた。この知見は今後の微小液滴を対象とした計測技術開発に大きく貢献できると考えられる。

In the past years, it is necessary to apply the technology of micro-droplet measurement in the field of high-speed operation, such as the performance measurement, the performance measurement and the micro-droplet measurement. In this study, the possibility of the use of small droplets was determined by the light drying method, the micro-particle method, and the possibility of the use of small droplets. Specific "research" and "general information" are listed below. 1. The operation of the micro-particle counter, 2. The computer is adjusted and confirmed: the research plan is completed by the Department of Optics. The micro-particle counter is used as a device, and the device wants to make sure that it is verified. 3. The analysis of the theory of science and technology: the analysis of the existing theory of meta-theory, the line of analysis of the theory of meta-theory, the scattered image of particles, the image of optics, and the application of microparticles. The results show that the particles are scattered, the particle size is measured, and the particle size is confirmed by the use of microparticles. 4. The performance of the microparticle counter is sensitive to the characteristics of the photon signal. (4) the performance of the microparticle counter device is sensitive to the characteristics of the photon signal): the effect of microparticle optics on the performance of the device (4). The performance of the microparticle counter device is sensitive to the characteristics of the signal of the microparticle counter. The results of the test, the particles were mixed into the gas chromatography, the dry particles were confirmed by the students, and the photons were received at the same time. The microparticles are sensitive to light, electricity, electricity, perception, and so on. 4Mel 2. Particle size measurement and electrical signal characteristics understanding: particle size measurement, photon emission, electrical signal characteristics, particle size measurement, particle size distribution, temperature, etc. Test results, small particle size, small size, small particle size and small particle size. A small amount of electricity and electricity are used to determine the particle size of the product and the expected particle size. The above light is used to dry the particles in the way that the particles are calculated. We are aware that in the future, small droplets will be used to measure the size of the liquid droplets.