低干渉光源応用光ファイバ流動計測法の三次元計測への拡張

低干渉光源SLD(スーパールミネッセントダイオード)を用いた流動計測法の研究を行い,次の結論を得た.1.測定システムを最適化することにより,干渉スペクトル波形の形状が理想的なものとなった.2.干渉スペクトルはプローブ光の多重散乱により,後方になるほどその形状がなだらかになる傾向があることがわかった.3.トレーサ濃度が高すぎる場合,多重散乱の影響により,後方での干渉スペクトルは微小となり,測定不能となる,一方,トレーサ濃度が低すぎると光が散乱しないため,干渉スペクトルが微小となり,測定不能となる.本計測システムで測定可能なトレーサ濃度は0.002〜0.156g/であった.4.スペクトル面積を最大電圧値で割った値をパラメータvとし,層流時の理論速度分布と対応させると両者は良く一致する.このことよりパラメータvを用いて速度に換算することができることがわかった.しかし,2で述べた多重散乱の影響により後方では,パラメータvが理論速度よりも高くなる傾向がある.FFT平均化回数によるパラメータvの標準偏差は平均化回数が32回以上でほぼ一定であり,その値は0.02程度である.この値は測定位置,トレーサ濃度にあまり依存しないことがわかった.これらの結果より,これまで非接触による流速のトラバース測定は高コストになることを避けられなかったが,本計測法によれば,壁面付近から約1mmまでの流速分を比較的容易に測定を行うことができると考えられる.

低干渉光源SLD(スーパールミネッセントダイオード)を用いた流動計測法の研究を行い,次の結論を得た.1.測定システムを最適化することにより,干渉スペクトル波形の形状が理想的なものとなった.2.干渉スペクトルはプローブ光の多重散乱により,後方になるほどその形状がなだらかになる傾向があることがわかった.3.トレーサ濃度が高すぎる場合,多重散乱の影響により,後方での干渉スペクトルは微小となり,測定不能となる,一方,トレーサ濃度が低すぎると光が散乱しないため,干渉スペクトルが微小となり,測定不能となる.本計測システムで測定可能なトレーサ濃度は0.002〜0.156g/であった.4.スペクトル面積を最大電圧値で割った値をパラメータvとし,層流時の理論速度分布と対応させると両者は良く一致する.このことよりパラメータvを用いて速度に換算することができることがわかった.しかし,2で述べた多重散乱の影響により後方では,パラメータvが理論速度よりも高くなる傾向がある.FFT平均化回数によるパラメータvの標準偏差は平均化回数が32回以上でほぼ一定であり,その値は0.02程度である.この値は測定位置,トレーサ濃度にあまり依存しないことがわかった.これらの結果より,これまで非接触による流速のトラバース測定は高コストになることを避けられなかったが,本計測法によれば,壁面付近から約1mmまでの流速分を比較的容易に測定を行うことができると考えられる.