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8 二波長ホログラフイによる温度・濃度分布の計測技術
D=Rβ-Rα
ここで， p 圧力， R:一般ガス定数， n 屈折率， R:
J "'....."............ 1" "，_I! 3X101.325X10 4.3696X10-
i，l- 2X8.314X308.25
6.328X10- 十1.0 0 0 - - -_ _.-_ _- - 0.16
3
分子屈折，添字は， ん :Ar+の波長， ，.1. α:燃料， s:空気である.
2.631X10-4 O)， 3X_10:_.~.2.5_~_10_ 6
2:He-Neの波長， 干渉縞本数と屈折率の関係は次式で表される.
n -ZX8.314X308.254.41285X10- 488XlO-
n(川 )=no+N(川 ) す (8)
n o ; C = 0 の と き の 屈 折 率 ， N ( x ， y) ; x ， y の 位 置における干渉縞次数， L;パスレングスである.
従 っ て ， 実 験 に よ り 求 め た 縞 次 数 N (x，y) か ら (6)， (7)， (8)式より濃度および温度を計算できる.
2.6547X10-
4
こ こ で ，
3 濃度および温度の計算例 (1) noを求める.
(5)'においてC=0を代入すると，
3xl01.325xlO' 4.36996xl0-'Xl幻 38XlO-'-4・412お XlO-'X1.3167Xl0-' =324.7
3P noλ1=一一一 Raλ1+1
2RT
同様に， (5)"より次式が得られる.
7 1=6.328X10-m
1阿叩ω...o
，.1. ，1.2=4.88X10-1m Nλ l ( X ， y ) = 1 . 0 0 0 Nλ2(x，y)=1.30
図1 二波長ホログラフィ光学系
3P nOi，2=?V~ R吋 2十 1
2RT
(2) 実験にて測定した縞次数から屈折率nを求める. (8)式より，各波長の屈折率は次式で表される.
川 ω =町 Al+NA1(z，U)tL 川 2(川 )=nO， i 川 2(川 ) 十
(3) 濃度と温度を求める.
S λ l = n i， l - 1 = 義 市 λl 十 N 札 ( 川 ) 十
3P ¥A d，il=川 2-1=夜TRai，2+Ni，2(X，y)子
Di，1=Rβλl-Rαi，l
D i， 2 = R β i， 2 - Rα i， 2
上 式 を ， (6) ， (7) に 代 入 し て C ， T を 求 め る . 以上の手順で計算した数値例を下記に示す.
p=101.3kPa T=308.25K R=8.314J/kmol
Rai，1=4.36996X10-6mJ/mol Rαλ2=4.41285X10-6mJ/mol Rβ i， 1 = 1 . 7 5 3 7 X 1 0 - S m J / m o l Rβ i， 2 = 1 . 7 7 5 1 X 1 0 - S m J / m o l L=0.16m
...
...
.Mi耐江rEroぽ
Shuter
6
+1.30 0 ---~ _ 0.16
Dλ1=1.7537X10-'-4.3696X10-' =1.3167X10つ
Di，l=1.751X10-'-4.41285X10-' =1-.3338X10-'
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一 2x8.314 2.631Xl0-'X1.38XI0-'-2.6547X1O-'x1.3167x10-'
C=1.6547X10叶 X4.3696X10-'-2.631X1O-'X4.41285X10→X10=3.47 - 2.631XlO-'X1.38X1O-;-2.6547X10→X1.3167XlO-;
4 二波長ホログラフィ光学系
図 lに二波長ホログラフイ光学系を示す. 70mWの空 冷Ar+レーザー(波長488.0m) から発射された光はメカ ニカルシャッターを通り， ミラーで反射されてキューブ ビームスプリッター(プリズム)に入射する.一方， 50mWのHe-Neレーザー(波長632.8m)から発射された光 は，メカニカルシャッターを通り，プリズムに入射する. Ar+と He-Neは ， プ リ ズ ム で 物 体 光 と 参 照 光 に 分 け ら れ る . 参照光は， ミラー，スペシャルフィルタ，凸レンズを通っ て乾板に，物体光は， ミラー，スペシャルフィルタ，凸レ ンズ，試験部を通過して乾板に照射される.乾板は， Agfa社10E75(解像力30本/mm，最適露光量 1-4μJ / cnf) も し く は ， 8 E 7 5 ( 解 像 力 5 0 0 0 本 / m m ， 最 適 露 光 量 20-100μJ/cnf) を使用している. 10E75の場合に比べて 8E75を使用する場合は， レーザー出力を高くするか，露 光時間を可能な限り長く取る必要がある.干渉縞の撮影は， カ メ ラ ま た は ， ビ デ オ カ メ ラ で 撮 影 す る .
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