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衝撃・爆発

水中爆発の高速度撮影

水中爆発の高速度撮影

水中爆発の様子を捉えました。気泡の膨張・圧縮の様子を鮮明に捉えています。ハイスピードカメラを用いて撮影することにより、高速現象もスローモーションで確認が出来ます。従来にない解像度で3万コマの撮影が可能になったため、細かい気泡の確認もすることが出来ます。

ご提供:愛知工業大学 北川研究室様

使用機材

超高速度・大容量メモリモデル Phantom V1612
超高速度・大容量メモリモデル Phantom V1612

撮影条件

撮影速度:30,000コマ/秒
画素数:512×704ピクセル
露光時間:10μ秒

衝撃波のシャドウグラフ

超音波による衝撃波のシャドウグラフの画像です。
左の画像は照明に連続光光源を用いました。高速度カメラの露光時間は250nsですが、この時間で衝撃波面は約0.375mm進むため、衝撃波波面がなまって映っています。
右はCAVILUX Smartを使った画像です。カメラのシャッターは250ns開いていますが、露光時間はレーザーのパルス幅で決まります。今回は20nsで撮影を行ったので、衝撃波面は0.03mmしか進行しません。そのため、従来に比べ衝撃波面がよりシャープに捉えられています。

画像提供:東北大学 梅村・吉澤研究室

使用機材

可視化用レーザー照明CAVILUX Smart
可視化用レーザー照明CAVILUX Smart

撮影条件

出力:400W
波長:640nm
パルス幅:20n秒

水中衝撃波のBOS解析

水中衝撃波をKiranaでBOS(Background Oriented Schlieren)撮影しました。BOSでの解析には画像相関法を用いるので、高い解像度が必要になります。Kiranaの924×768ピクセルの高解像度により、500万コマ/秒の超高速撮影でもBOS解析が可能になりました。照明は可視化用レーザーCAVILUXを背光で当てています。レーザーの20ns短パルスにより、超高速の衝撃波面の動きをブレずにきっちり捉えることができています。

画像提供:東京農工大 亀田・田川研究室

使用機材

超高速度ビデオカメラKirana
超高速度ビデオカメラKirana

撮影条件

撮影速度:500万コマ/秒
画素数: 924×768ピクセル
露光時間:200n秒

可視化用レーザー照明CAVILUX Smart
可視化用レーザー照明CAVILUX Smart

撮影条件

出力:400W
波長:640nm
パルス幅:20n秒

気中・水中での超音波の可視化

超音波の進行波を高速度カメラで撮影した画像です。複雑形状物体表面 形状計測用途で用いられる短パルス超音波疎密波の可視化を行いました。水中での音速は1,500 m/sともいわれ、空気中であっても340 m/sと超高速で進行する音波の疎密波を25万fpsで撮影しています。
音の伝播(連続の圧力波)は媒質中に密度の勾配を発生させるため、その密度の勾配を可視化することが出来るシュリーレン法を用いて撮影しています。使用機材へは可搬性に優れた小型軽量のカトウ光研製システムシュリーレンSS100型を用いました。気中での超音波可視化においては媒質の密度に与える疎密が非常に弱い密度勾配のため、シュリーレンの可視化手法においては光屈折を強調抽出する性格上、カメラに高いリニアリティ(高精度)が求められ、カメラの性能が活きています。
また音速で伝播する疎密波を画像へ捉えるためには露光時間を短くする必要があり、通常露光時間が短くなれば撮像できる画像は暗くなりますが、これもV2512の高感度性能が活きています。

撮影協力:東京工業大学 木倉研究室
撮影協力:カトウ光研株式会社

使用機材

ハイスピードカメラPhantom v2512
ハイスピードカメラPhantom v2512


撮影速度:100,000コマ/秒
画素数:384 ×384ピクセル
露光時間:1μ秒


撮影速度:250,000コマ/秒
画素数:128×256ピクセル
露光時間:0.3μ秒

デトネーションの可視化

シュリーレン法でデトネーションの可視化を行っています。ナイフエッジを切るため高感度カメラである必要があります。16万fpsでも高解像度で撮影するため、v2512が最適です。

撮影協力:上智大学

使用機材

高性能・高感度ハイスピードカメラ
Phantom v2512 モノクロ
高性能・高感度ハイスピードカメラPhantom v2512 モノクロ

撮影条件

撮影速度:160,000コマ/秒
解像度:640×192ピクセル
露光時間:1μ秒

デトネーション衝撃波

ガス銃より2500m/sの速度で射出された約10mm径の弾周りの衝撃波cavilux smart UHSを点光源とし、シャドウグラフにて撮影しました。短露光時間10nsにより、衝撃波および、デトネーションによるうろこ状の波面が鮮明に撮影されています。

ご提供:埼玉大学 前田先生

使用機材

ハイスピードカメラPhantom v2512
ハイスピードカメラPhantom v2512

撮影条件

バンドパスフィルタ 640nm使用
画素数:768x288
フレームレート:100,000fps

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