キャビテーション気泡観察装置

1．目的と効果

　キャビテーションによる微細気泡の径変化の測定は、光散乱法で行われています。しかし、光散乱法は装置の光軸合わせが難しく、かつ測定値は相対値であるという問題があります。この装置を用いると、対象とする気泡をカメラで確認できるため、光軸合わせが容易になります。また、カメラによる気泡像から気泡径の絶対値を測定することで、光散乱法による測定データを気泡径の絶対値に変換できるようになります。

［適用分野］
　● キャビテーション気泡のモニタリング
　● 光散乱法測定における位置合わせ装置

2．技術の概要、特徴

　気泡観察のためのストロボ光と、光散乱法による気泡径の測定のためのレーザ光の波長が異なることを利用して、同一のレンズを用いて気泡観察と光散乱法の同時測定を可能としました。受光部は、高倍率のレンズの後にビームスプリッタを挿入して、光を2方向に分岐します。そして、光路の一方に気泡観察用のCCDカメラを接続し、他方に光散乱測定用のPMT（Photomultiplier Tube：光電子増倍管（高感度の光センサ））を接続します。こうすることで、PMT上に入射する光をカメラで観察することができます。すなわち、カメラで気泡が観察できるように位置を合わせることで、同時に光散乱法の測定のための光学系も合わせることができます。また、必要に応じて、気泡観察に用いる光のみを透過する光学フィルタを、ビームスプリッタとカメラの間に挿入します。このフィルタを挿入した場合、散乱光の像は見えなくなりますが、気泡形状の観察および気泡の大きさの測定が可能となります。

3．発明者からのメッセージ

　光散乱法で気泡径を測定する実験において、気泡が実験ごとに微妙に移動して困っていました。この技術は、そのような状況下での光学系の位置合わせを容易に行うために発明しました。なお、キャビテーション気泡の観察に限らず、光散乱法全般の位置合わせに用いることができます。