Study on Multidimensional Extension of Open-System Microwave Heating
Study on Multidimensional Extension of Open-System Microwave Heating
批准号:
21K04175
负责人:
三谷 友彦
金额:
$2.66万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份:
2021
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2021-04-01 至 2024-03-31
中文摘要
本研究の目的は、無線電力伝送分野での研究が進展している電磁界結合をマイクロ波加熱に応用し、金属筐体で囲わない開放系でも電磁波漏洩がほとんどないマイクロ波加熱を実現することである。開放系マイクロ波加熱の実現は、様々な化学分析機器との同時併用によるその場観察が可能となるだけでなく、金属壁境界条件に囚われない多様な電磁場分布が形成できる。本研究では、電磁界結合を多次元拡張することにより、多数の試料を同時かつ均一に加熱する開放系マイクロ波加熱の実現を目指す。加えて、電磁界モードや電磁界分布、試料でのマイクロ波吸収電力、装置からのマイクロ波漏洩電力などを定量的に評価することにより開放系マイクロ波加熱の有効性を明らかにする。今年度は、昨年度に1次元拡張した方向と直交する方向に次元拡張することを目指し、リピーターと呼ばれる金属片の共振器を追加した電磁界結合型マイクロ波加熱装置を電磁界シミュレーションにより設計した。従来と直交する1次元方向に2つの被加熱試料を設置したシミュレーション結果より、リピーターの設置によって2試料を同時にマイクロ波加熱できることを確認した。また、リピーター付きの電磁界結合型マイクロ波加熱装置を試作し、2試料を同時にマイクロ波加熱する実験を行った。実測結果より、リピーターを設置しなかった場合と比較してリピーターを設置したことによる加熱速度の改善は見られなかったが、リピーターを設置することによる次元拡張の可能性については実証することができた。加えて、昨年度に引き続き、1次元方向に対して広範囲の加熱むら低減を目指した取り組みとして、0次モード共振器を利用した電磁界結合型マイクロ波加熱の基礎研究、および2次元展開を目指した軌道角運動量(OAM: Orbital Angular Momentum )モードを利用した照射型マイクロ波加熱の基礎研究を行った。
英文摘要
本研究の目的は、無線電力伝送分野での研究が進展している電磁界結合をマイクロ波加熱に応用し、金属筐体で囲わない開放系でも電磁波漏洩がほとんどないマイクロ波加熱を実現することである。開放系マイクロ波加熱の実現は、様々な化学分析機器との同時併用によるその場観察が可能となるだけでなく、金属壁境界条件に囚われない多様な電磁場分布が形成できる。本研究では、電磁界結合を多次元拡張することにより、多数の試料を同時かつ均一に加熱する開放系マイクロ波加熱の実現を目指す。加えて、電磁界モードや電磁界分布、試料でのマイクロ波吸収電力、装置からのマイクロ波漏洩電力などを定量的に評価することにより開放系マイクロ波加熱の有効性を明らかにする。今年度は、昨年度に1次元拡張した方向と直交する方向に次元拡張することを目指し、リピーターと呼ばれる金属片の共振器を追加した電磁界結合型マイクロ波加熱装置を電磁界シミュレーションにより設計した。従来と直交する1次元方向に2つの被加熱試料を設置したシミュレーション結果より、リピーターの設置によって2試料を同時にマイクロ波加熱できることを確認した。また、リピーター付きの電磁界結合型マイクロ波加熱装置を試作し、2試料を同時にマイクロ波加熱する実験を行った。実測結果より、リピーターを設置しなかった場合と比較してリピーターを設置したことによる加熱速度の改善は見られなかったが、リピーターを設置することによる次元拡張の可能性については実証することができた。加えて、昨年度に引き続き、1次元方向に対して広範囲の加熱むら低減を目指した取り組みとして、0次モード共振器を利用した電磁界結合型マイクロ波加熱の基礎研究、および2次元展開を目指した軌道角運動量(OAM: Orbital Angular Momentum )モードを利用した照射型マイクロ波加熱の基礎研究を行った。
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電磁界結合型マイクロ波加熱装置による複数試料同時加熱の検討
电磁场耦合式微波加热装置同时加热多个样品的研究
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[豊永 雄郎, 三谷 友彦, 篠原 真毅]
通讯作者:
篠原 真毅
DOI:
10.23919/apmc55665.2022.9999964
发表时间:
2022-11
期刊:
2022 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
影响因子:
--
作者:
[Kento Suzuki;T. Mitani;N. Shinohara]
通讯作者:
Kento Suzuki;T. Mitani;N. Shinohara
Feasibility Study on Electromagnetic Coupled Type Uniform Microwave Heating Using a Zeroth-Order Resonator
零阶谐振器电磁耦合式微波均匀加热的可行性研究
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Baku Takahara, Tomohiko Mitani, Naoki Shinohara]
通讯作者:
Naoki Shinohara
光・電波・電磁波の基本と応用がよくわかる本
一本清晰解释光、无线电波和电磁波的基础知识和应用的书
DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
影响因子:
--
作者:
[堀越 智, 三谷 友彦, 樫村 京一郎]
通讯作者:
樫村 京一郎
リピータを用いた電磁界結合型マイクロ波加熱装置の検討
利用中继器的电磁场耦合式微波加热装置的研究
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
--
作者:
[豊永 雄郎, 三谷 友彦, 篠原 真毅]
通讯作者:
篠原 真毅
共 18 条
無線電力空間の基礎研究
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批准号:16656116
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.86万
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财政年份:2004
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负责人:三谷 友彦
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依托单位:
海外基金