温度場は状態監視パラメータとして、大型産業装置の状態監視分野で広く応用されている。紋影法は流れ場の可視化手法として、空間温度場の測定に有効な手段である。従来の紋影法は一般に光線の偏折角を直接測定して空間屈折率場を再構成し、これにより温度場を算出する。しかし、光線の偏折角は非常に小さく、直接測定では大きな測定誤差が生じる。そのため、本稿では干渉縞を用いた紋影偏折角増幅法を提案し、空間温度場の再構成精度を向上させた。まず、レーザーを二重スリットに通過させて形成される干渉縞は、従来の背景紋影法におけるランダムな散乱斑点パターンに代わるものである。次に、非均一温度空間を通過した干渉縞のずれを視覚的に測定し、このずれ量に基づいて光線の偏折角を算出した。その後、アベル逆変換法により空間屈折率場の分布を算出し、空間温度場を取得した。最後に、シミュレーションおよび実験により本稿で提案した方法の有効性および測定精度を検証した。実験結果から、従来の背景紋影法に比べて温度場再構成誤差は約30％低減した。提案した干渉縞紋影法は紋影測定精度を有効に向上させ、紋影法による温度測定の適用範囲を拡大できる。

紋影法;軸対称温度場;干渉縞;レーザー診断