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森本 俊一*; 秋野 詔夫; 一宮 浩市*
日本機械学会論文集,B, 63(611), p.220 - 223, 1997/07
感温液晶は、温度に応じた色彩を呈するため、温度分布の定性的可視化観察に広く用いられており、最近はテレビカメラを用いた色彩計測技術の普及とともに温度分布の定量的高精度計測技術としても注目されている。さらに、高速現象への適用が期待され、そのために感温液晶の色彩変化の時定数の評価が不可欠である。そこで、高速色彩計測系の開発を行った。まず、感温液晶の分光反射特性とフォトダイオードの分光感度特性を用いて計測システムの出力特性を予測する計算を行い、波長特性を有する2個の高速応答性の高感度アバランシェ・フォトダイオードを用いる計測システムが良好な特性を有することを見いだした。次いで、計測系を組み立て感温液晶の色彩変化特性を実測し、ほぼ予測通りの測定精度と範囲を有することを明らかにした。この成果によって、感温液晶温度測定の可能性を広げることができた。
森本 俊一*; 秋野 詔夫; 一宮 浩市*
日本機械学会論文集,B, 63(611), p.213 - 219, 1997/07
感温液晶は温度に応じて明瞭な色彩を呈するので、温度分布の定性的可視化観察に既に広く用いられており、最近ではテレビカメラを用いた色彩計測技術の普及とともに温度分布の定量的かつ高精度な計測技術としても注目されている。しかし、液晶の光学的測定には、諸特性の基礎となる分光特性、照明及び観察の角度の影響、高精度な色彩から温度への変換法、ヒステリシス等解明すべき事項が残されている。本論文では、まず物性と見なしうる分光反射率を測定し、スペクトルが最大となる波長から高精度に温度を決定できるピーク波長法を評価した。次いで、色彩理論に従って分光反射率より色度座標値を算出し、色相値と温度の関係を同定するとともに、ヒステリシスは求められないこと、さらに、照明及び観察方位角が温度値に与える誤差を評価した。これらの成果は、液晶温度測定法の物理的基礎の構築に寄与した。
秋野 詔夫
第102回温度計測部会資料, p.11 - 17, 1997/00
コレステリック系液晶は、温度に応じて鮮明で多彩な色を提示するので、温度分布の可視化や計測に用いられている。温度分布が色彩分布に変換され、現象の全体像が直感的に容易に把握できるようになる。この液晶で物体表面を被覆すると、表面温度分布が目で見えるようになる。非線形現象である流れによって支配される対流現象に応用すると、ホットスポットや非定常挙動が直感的に把握できる。この微粒子を液体中に分散させると、液体中の温度分布をリアルタイムに観察でき、微粒子の動きから流れの情報が得られるので、カオスなどの複雑な挙動が容易に認識できるようになる。本講演では、このような液晶法の応用例を示し、特に原研が開発した定量的温度分布測定方法について解説する。すなわち、液晶の温度と色彩の関係、色彩変化の定量的測定評価法、色彩から温度への定量的変換法、画像処理による測定法などについて、最新の研究動向を踏まえて展望する。
秋野 詔夫; 久保 真治
可視化情報学会誌, 15(SUPPL.1), p.67 - 70, 1995/07
本講演は、液晶のシートを用いて伝熱面上の熱流束分布を可視化する方法について述べるものである。熱伝達率を算出するには、伝熱面温度、流体温度と熱流束分布が必要である。前2者には、既にいくつかの方法があるが、熱流束をリアルタイムで可視化観察する方法はこれまでなかった。本講演で述べる方法は、等温面上に熱流によってわずかな温度差がつくように厚さを選択した熱抵抗膜を張り付け、その上に液晶の薄膜を配位することを特長とする。熱抵抗膜には熱流束に比例する温度差が生じるので、熱流束分布がある場合にはそれに応じた微少な温度差の分布を生じ、それを液晶の色彩分布として観察することができる。本講演では、これまでの開発の内容と成果について述べる。
秋野 詔夫; 久保 真治; 森本 俊一*; 一宮 浩市*; 鷺谷 昭二郎*; 中西 真行*
第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 0, p.370 - 372, 1994/00
感温液晶は温度に応じて色彩を変化させるため、最近よく伝熱研究に応用されている。しかし、感温液晶の応答性を測定した例は少なく、その殆どは定常状態での利用である。本研究は高速測定用に液晶膜サンプルを試作し、まず定常状態での特性を明らかにしたものである。実験に用いた液晶は、マイクロカプセル化したもので、コレステリック液晶2種とカイラルネマチック液晶2種である。いずれの液晶も約30
Cで発色するものである。温度に応じて変化した液晶からの反射光を分光計を用いて測定した。その分光スペクトルから光の強度が最大となる波長と半値幅を求めた。更に、XYZ表色系により色を定量化し、液晶の呈する色と温度の相関を調べた。光の強度が最大となる波長と色相値は温度との相関が強く、スプライン関数を用いて温度にあてはめることができた。温度の上げ下げを行うことでヒステリシスがないことを確認した。
秋野 詔夫; 一宮 浩市*; 那須 敏行*; 藁科 博章*; 功刀 資彰
日本機械学会論文集,C, 59(557), p.100 - 104, 1993/01
感温液晶は温度に応じて色彩を変えるので、それで物体表面を覆うと、温度分布が色彩分布として可視化できる。著者らは、画像処理技術を応用して、色彩分布から温度分布を定量計測する技術を開発してきた。本論文は、温度勾配響、及び、観察角度の影響を実験的に検討したものである。直線的温度分布を作り得る校正板に感温液晶シートを接着しテレビカメラと色分解フィルターを組み合わせた測定装置を用いて、種々の温度勾配で温度分布を測定した。温度勾配と誤差の間の小さな線形関係を見いだした。この関係で補正を加えると、最大誤差が0.25C以下となること、温度勾配が0.2C/mm以下では誤差が
0.1C以内であることを明らかにした。次いで一定温度面に液晶シートを接着し、テレビカメラの位置を変えて測定し、観察方向と測定温度の関係を検討した。観測角度が5度以内では誤差は0.1C以内となり無視しうることを明らかにした。
長田 和男*; 永野 哲志; 中山 真一; 村岡 進
JAERI-M 92-004, 12 Pages, 1992/02
高レベル放射性廃棄物オーバーパック容器の長期耐久性評価試験の一環として、緩衝材である湿潤ベントナイト中での炭素鋼の腐食試験を行った。腐食生成物の分析は赤外分光計および色彩色差計により行った。95C湿潤ベントナイト中のものは、他の条件下のものと比較して、腐食速度がかなり大きいことがわかった。これは、95Cでは、試料に接している部分のベントナイトに含まれる水が蒸発し、乾燥することによって、隙間ができ、ベントナイトと試料の接触が不均質になって、局部腐食が進行したためと考えられる。この局部腐食した部分をフーリエ変換赤外分光光度計で分析した結果、
-FeO(OH)(ゲーサイト)の他に
-FeO(OH)(レピドクロサイト)も生成していることがわかった。また、色彩色差計により95C湿潤ベントナイト中の腐食生成物を分析した結果、-Fe
O
(ヘマタイト)の生成も確認できた。
秋野 詔夫; 鷺谷 昭二郎*; 中西 真行*
Flow Visualization VI, p.451 - 455, 1992/00
本研究は、温度に応じて色彩を変化させる感温液晶の微粒子を水に分散させた懸濁水溶液の色彩と温度の間の関係を調べたものである。5種の異った温度で変色する感温液晶の微粒子を製作し、水に分散させて3通りの濃度の懸濁水溶液を調整した。これらについて、各温度における色彩の肉眼での観察及び、写真記録を行い、全般的特性を把握した。その結果、低温と高温の両側で同系統の赤味色が発現することが見い出された。この事実は色から温度を判断する上で重要であるので、色彩計及び分光計を用いて詳細な検討を行った。色彩計の測定結果によれば、低・高温で観察された赤味の色彩は温度によって見わけうることを明らかにした。また、分光計の結果より、これらの赤色はスペクトル分布の可視領域に明瞭なピークを持たなくなるため生ずることが明らかとなった。
秋野 詔夫; 功刀 資彰; 黒沢 昭*; 浅野 泰久*; 鷺谷 昭二郎*; 中西 真行*
Experimental and Numerical Flow Visualization, p.247 - 254, 1991/00
本研究は、液体中の温度及び流れを可視化できる感温液晶懸濁法の基礎に関するものである。二種の感温液晶粒子を3種のシリコンオイルとに分散させた懸濁液の光学的特性を、温度と濃度をパラメーターとして測定した。まず、分光計によるスペクトル特性の測定を行い、光学的特性が分散煤体によって異ることを見出した。次いで、色彩計により、温度と色彩の変化を定量的に測定した。その結果、明度は濃度に依存するため温度の指標として使えないことを明らかにした。色相によって、温度を精度良く評価できることを明らかにした。最後に、デレビカメラと画像処理装置を応用したシステムを構成し、自然対流中の温度分布を計測した。すなわち、液晶懸濁液の光学的特性を明らかにすると共に、温度分布を計測できるシステム開発した。
長田 和男*; 永野 哲志; 村岡 進
放射性廃棄物研究連絡会論文集 (VI), p.53 - 63, 1991/00
緩衝材である湿潤ベントナイト中での炭素鋼の測定および腐食生成物の分析を行った。40Cでは、湿潤ベントナイト中での炭素鋼の腐食速度は、同温度の純水中の場合と比較して小さいが、95Cでは、ベントナイトに含まれる水が蒸発し、内部に隙間ができることにより、局部腐食が進み、腐食の程度が大きくなったためと考えられる。この局部腐食した部分をフーリエ変換赤外分光計で分析した結果、-FeO(OH)(ゲーサイト)の他に-FeO(OH)(レピドクロサイト)もできていることがわかった。また、色彩色差計により95C湿潤ベントナイト中の腐食生成物を分析の結果、-FeO(ヘマタイト)の生成が確認できた。
