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ポータブル プロジェクション シュリーレン装置

ポータブル プロジェクション シュリーレン装置

Spectabit Optics 社製のポータブル プロジェクション シュリーレン装置は低価格、可搬性でまたシュリーレン効果をもたらす広範囲の屈折率可視化を容易に可能とします。

シュリーレン技術は透過性の空気や水中での歪み可視化の一般的な技術です。この歪みは温度、密度、圧力や結合など重要な物理的パラメーターに起因することがいわれております。そのためシュリーレン効果は熱流、衝撃波、衝撃音などありとあらゆる現象に伴い、科学やエンジニアリングには不可欠な要素となっております。シュリーレン画像は19世紀に開発され、ナイフエッジなどの光束カットフィルターにより構成されるものです。これにより光束上に出来るかすかな差分が画像では大きな差分となって現れるのです。従来のシュリーレン装置ではミラーやレンズにより作られた平行光を用いたために計測領域が限られ、広範囲の画像を取る場合は様々な制約がありました。 このポータブル プロジェクション シュリーレン装置は従来のような複雑な装置構成や光学調整を必要とせずに、簡単にシュリーレン画像が取れる画期的なシステムとなっております。計測領域は仮にプロジェクションが4mであればその半分の領域 2mがシュリーレン画像となります。

Fig.1 プロジェクターからのラインパターン

Fig.2 sTube(一体型光学系)・SchlierenViewソフト

Spectabit Optics社のポータブル プロジェクション シュリーレン装置はデジタルフォーカシング(US Patent 9,232,117 B2)を用いた画期的なシステムです。まず、デジタルプロジェクターから映し出されたラインパターン(Fig.1 )をバックにします。
計測したい対象物をカットオフフィルター、カメラが一体となっている光学系 sTube(Fig.2 )で撮影します。このとき焦点はスクリーンやカットオフフィルターではなく、計測したい対象物に合わせます。仮にスクリーンのラインパターンが大きくても、また焦点が完全に合ってなくても十分に浅い焦点深度(Depth of Focus)が取れるのです。温・冷風、蒸気、衝撃波は歪みとしてスクリーン上のラインパターンを背景に、カットオフフィルターを通してカメラ等のイメージセンサーに光量変化として現れます。このようにして装置の感度はとても高く、人の手のひらから出る微妙な熱気も計測することが可能となるのです。

装置構成

シュリーレン画像

コップからの湯気

ヘアードライヤー

ヒーターからの温風

シュリーレン画像

システム配置図

仕様

Parameter Typical Comment
Angular Field View 19°H × 11°W standard 85 mm lens
Field of View (FOV) 60″H x 34″W depends on working distance
Working Distance 15′ =3 x vertical FOV
Screen distance 30′ =2 x working distance
Screen size 10’H x 5′-8″W =2 x FOV
Image Sensor Digital monochrome camera with 24 fps HD video (1920 x 1080 pixels)
Illumination Commercial LCD projector
Line Pattern User variable direction (45° recommended)
Instrument Size 22″ long x 3″ wide x 3″ high (sTube™)

* Some specifications subject to change or customizable.