SuperFIZ (干渉測定計測器)

  

「測定計測器分野」での注目頂いている新製品 ULTRA FAST 干渉計「SuperFIZ(スーパーフィズ)」 (NEDO 平成25年度イノベーション実用化ベンチャー支援事業 採択済み)

この「SuperFIZ」は清原光学が長年培ってきた干渉測定技術を応用展開した製品で、例えば気体や液体などの流体の流れを可視化して測定する装置です。1秒間に7000枚(7000fps)もの画像を取り込み、その干渉縞の濃淡で測定します。 用途としては、自動車などのエンジン内部でどのように燃焼しているかを可視化できるため、日本を代表する自動車メーカーから燃焼効率の測定や研究用途にご興味をいただいています。

干渉縞(モノクロ) 干渉縞(4位相色分け) 干渉縞(アンラップ)
上記の画像はノズルから噴き出すガスに圧電スパークが着火する様子です。その他、鉄道業界ではトンネル内の空気の圧縮状況を測定するための利用が想定されます。 加えて、高速で画像を取得することにより、振動による表面のブレ状況がわかるため、宇宙研究機関のJAXAや日本のトップ大学などからは小型衛星の振動状況の再現テスト向けにも期待されています。これからもさらなる用途の拡大が期待できます。

(1-1)URTRA FAST干渉計の特徴

製品名 ULTRA FAST 干渉計(SuperFIZ)
製品特徴 (a)シャッター速度 0.369 μs(最 速)
(b)フレーム レート・記録フレーム数
  7,000 Hz(1024x1024pxl)・24841枚 / 最速1,550,000 Hz(64x8pxl)
(c)除振台が不要
(d)省スペース・光軸調整が簡便

(1-2)URTRA FAST干渉計の主な特徴(その1)

光学定盤(除振台)が不要
シャッタースピードが高速な故に、除振台に設置しなくても測定可能



(1-3)URTRA FAST干渉計の主な特徴(その2)

省スペース・光軸調整が簡便
投光部と検出部が片側にまとまっているため、省スペース化
干渉計のアライメントが容易



製品仕様 SuperFIZ 動的波面計上計測



フレームレート: 60~7,000(1024×1024pxl) Hz
1,550,000 (64×8pxl) Hz
シャッター速度: 0.369 μs(最 速)
測定サイズ:102 mmφ
測定分解能: x.y 200 μm、z 0.005 μm
測定距離: Max 5 m
装置: サイズ 490×875×223 mm 重量 65 kg





(2-1)URTRA FAST干渉計による高速気流の可視化法の例1

ノズルから噴き出すガスに圧電スパークが着火する様子

【トーチ着火瞬間の動画】

干渉縞(モノクロ) 干渉縞(4位相色分け) 波面(アンラップ)





(2-2)URTRA FAST干渉計による高速気流の可視化法の例2

銃口から噴き出すガスと弾丸の様子




【実験方法】


<SuperFIZを利用したさまざまな実験例>

AirGunからの発射動画

エタノール蒸発 (ガラス越し)


温湿キムタオルからの蒸発


手のひらからの蒸散


エアガンからの吹き出し
(ショックダイヤモンドの可視化)


スピーカ音でペリクルの振動動画
(1500Hz 125fps)


ローソクの炎

URTRA FAST干渉計 SuperFIZ仕様

被写体最大サイズ φ102mm
被写体分解能 XY軸(面内方向):200μm Z軸(縦方向):5nm
レーザー光源波長 532m
フォーカス範囲 0~5m
最速シャッタースピード 1/2,713,0000s (0.369μs)
最速フレームレート 1,550,000fps(64×8pxl) 7,000fps(1024×1024pxl)
測定精度 λ/100
RMS再現性 λ/1000
最大干渉稿本数 250フリンジ(1024×1024pxl)
被検物反射率 0.001 ~ 100%

SuperFIZの仕様

本体寸法 490×875×223mm
重量 65kg(その他30kg)
システム構成 干渉計本体 PC(当社指定) レーザー電源
動作環境 温度15~30℃、温度変動率<1℃/15分、 湿度5~95%(相対温度、結露なきこと)
必要設備 100V 12A以上、本体及びテストミラー用設置台
カメラ分解能 1024×1024画素(4位相は512×512画素)
カメラ仕様 シャッター速度:0.369μs(最小)、データ取得時間:0.369μs~16.7ms
フレームレート:60~7,000fps(1024×1024pxl)1,550,000Hz(64×8pxl)、
内部メモリ21841枚(最大記録画像枚数y)
レーザー 波長532nm、50mW
計測サイズ、分解能、WD 面形状、屈折率分布
計測時間 計測サイズΦ102mm、測定分解能:x.y 200μm、z0.005μm、WD0.1~5m
基本ソフト 干渉縞リアルタイム表示(4位相カラー)、波面表示、Zernike解析
付属品 参照原器、(オプション:4軸ステージ付きテストミラー、
本体移動設置用Z軸ステージ付き台車)
消耗品 内蔵レーザーはクラス3B、装置からの出力パワー密度(w/m^2)は
内部レーザー直後の1/10000
※「仕様および外観は改良のため予告なく変更することがあります」






5mの距離から500mmφを測れる干渉計【SuperFIZ+BE500】


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