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※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度
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ビジョン
高温ガスは、材料生成、有害廃棄物処理、電力保護など様々な産業プロセスに使われます。
これらを効率的に制御するためには、プロセス中の温度センシングや、センシング結果を制御に活かすガス物性データベースが必要です。ガス物性データは、機器設計時にも必要不可欠です。一方で、プロセスで用いる常温～数千度に至る幅広い温度を測定可能な非接触温度センシング装置は無く、高温ガス物性データも不十分です。
この問題を解決するために、本研究では、高温ガスにおける光の発光と吸収の両方を複合的に用いた温度センシング理論を構築し、センシング装置に役立てます。また、任意の高温ガスに対する様々な物性を解析可能なソルバーを実現します。
最終用途例
強み
これまでの温度センサでは、接触式では常温～1800K程度、非接触式では3000K程度が精度を保てる限界でした。
一方で、プラズマを使った有害廃棄物処理や電炉などのアプリケーションではこれよりも高い温度の計測が必要です。
本技術では、常温～5000K程度の幅広い温度に対する高精度な温度計測を目指します。
プロセスの制御には圧力や温度に依存するガスの物性が必要ですが、使いたいガスに対して、
論文などでこれらのガスの物性値が報告されるのを待っていたら製品の開発が大きく遅れます。
これに対して、本研究では、任意のガスの任意の圧力・温度における様々な物性を自由に計算可能なソルバーの開発を目指します。
テクノロジー
一般的に、「光の吸収による温度計測」は常温近傍の低温度ガスの計測に用いられ、
「光の発光による温度計測」は3000Kを超えるような高温ガスの温度計測に用いられてきました。
しかし、中間体である常温以上～3000K程度の気体の温度を精度よく測定可能な方法はありません。
また、発光のみで3000Kを超える温度の計測では誤差が非常に大きな問題があります。
そこで本研究では、気体に対する全ての温度域の計測に対して「光の吸収と発光」の両方の性質を用い、
お互いの欠点を埋めあいながら利用することで、幅広い温度範囲における高精度温度センシングを目指します。
計測された温度を実際のプロセス制御に用いるためには、温度に依存する様々なガス物性値を事前に得る必要があります。
しかし、これらの物性値が論文などで世に出るまで待っていては、製品開発がどんどん遅れてしまいます。
そこで本研究では、ガスを構成する分子の構造に対するモデリングからモデリング結果を用いて
ガス物性を計算するソルバーの開発までを一貫して行うことで、
外部リソース不要で任意の温度・圧力・組成の気体の任意の物性を自由に計算可能なソルバーの開発を目指します。
共同研究仮説
高温度ガスを用いたプロセス(製品製造、廃棄物処理、火力発電設備、電炉、電力保護設備)の
モニタリングで必要となる温度センサーを開発しませんか。
非接触温度センシングで必要となる各種スペクトルの解析技術などを提供可能です。
新しいプロセスを検討する上で、数値シミュレーションなどの基礎検討に用いるガス物性データが不足する場合があると思います。
設計時のシミュレーションで足りない物性データ、特に新しいガス(例：絶縁ガス)の物性解析が可能です。
ガス特性解析では、特に、電子衝突や電界印加が関わる特性の解析を得意としています。
研究者
【経歴】
2018.3 金沢大学 大学院 修了 博士(工学)
2018.4 名古屋大学大学院工学研究科 電気工学専攻 助教
【受賞】
2017.3 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会 第15回プラズマエレクトロニクス賞
2017.9 応用物理学会 講演奨励賞
2022.3 パワーアカデミー萌芽研究奨励賞
2022.3 電気学会開閉保護研究発表賞
2025.2 電気学会 高電圧技術委員会 優秀奨励賞
https://researchmap.jp/7000028526
・プラズマ応用
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・遮断器
電力機器
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本シーズ以外の論文
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