# Fileset

[宮崎応物2025春原稿_250107.doc](https://mdr.nims.go.jp/filesets/0cc41eb4-698c-42eb-b0f3-f758337648a6/download)

## Creator

[宮崎 英樹](https://orcid.org/0000-0003-4152-1171), [笠谷 岳士](https://orcid.org/0000-0002-1976-8760), 木本 一也, 對木 雄太朗, 豊島 慶大, 齋藤 正浩, [落合 哲行](https://orcid.org/0000-0003-2933-0014)

## Rights

[In Copyright](http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/)

## Other metadata

[狭帯域赤外カメラを用いた二酸化炭素ガス排出量の計測](https://mdr.nims.go.jp/datasets/96188bd5-82da-4d5c-90a0-a9637e75c646)

## Fulltext

狭帯域赤外カメラを用いた二酸化炭素ガス排出量の計測Quantification of CO2 gas emission based on a narrow-band infrared cameraNIMS1, 東大工2　○宮崎 英樹1, 笠谷 岳士1, 木本 一也1, 對木 雄太朗1, 豊島 慶大1,2, 齋藤 正浩1, 落合 哲行1NIMS1, Univ. Tokyo2 ○H. T. Miyazaki1, T. Kasaya1, K. Kimoto1, Y. Tsuiki1, K. Toyoshima1,2, M. Saito1, T. Ochiai1E-mail: MIYAZAKI.Hideki@nims.go.jp熱放射やガス固有の吸収スペクトルが現れる中赤外光（2.5～25 mm）は、温度やガス濃度の計測に重要な波長域である。メタンなどの可燃性ガスについては、石油・天然ガスプラントなどでガスの吸収波長に合わせた冷却狭帯域フィルタ（コールドフィルタ）を取り付けた中赤外カメラを用いてガスが可視化されており[1]、定量計測の試みも進んでいる[2]。我々は、二酸化炭素（CO2）排出への関心の高まりを受け、CO2吸収波長（4.26 mm）に合わせたコールドフィルタによりCO2を高いコントラストで可視化できる狭帯域InSbカメラを（株）フォトニックラティスと共同開発し[3]、CO2排出量の画像計測の可能性を検討してきた。CO2の定量計測においては、これまでのメタンなどとは異なる問題に直面する。第１に、CO2は大気中に普遍的に存在する（約400 ppm）。その中で、特定の排出源から放出されるCO2だけを選択的に計測できねばならない。第２に、CO2は燃焼に伴い排出される場合が多いので、大気よりも高温のガスが放出され、それが徐々に冷えていく過程の画像から排出量を計測することとなる。しかし、ガスの見え方は、濃度だけでなく温度にも依存するため（高温のガスは明るく、低温のガスは暗く見える）、濃度や排出量の計測にはガスの温度の考慮が重要になる。  Fig. Quantified CO2 gas emission from a chimney based on a single-wavelength infrared image. Superimposed on a visible image.本研究では、ガスの排出を2次元的と近似し、排出源を取り囲む閉曲線に連続の式を適用し、画像の輝度から求めた濃度（柱密度、単位：ppm・m）とオプティカルフローから求めた流速ベクトルからCO2排出量を画像計測するシステムを開発した。大気中に含まれていたCO2の流れは閉曲線での積分によりキャンセルされるため、排出源から湧き出したCO2だけを計測できる。また、ガス温度の影響は輻射輸送方程式を通して考慮し、輝度と濃度の関係を補正する。閉曲線を排出直後の領域に設定すれば、ガスの温度が大きく変わる前に計測を終えることができる。煙突から排出されるCO2の計測例をFIG.に示す。色は柱密度、左上の数値と下のグラフはCO2流量、右上の数値はCO2積算排出量を示す。ガス温度の簡易的な計測方法、他の計測方法との結果の比較についても、時間が許せば紹介したい。謝辞　PRISM、NIMSセンサ・アクチュエータ研究開発プロジェクト、市村清新技術財団、JSPS科研費（JP22K18990, JP23K26576）、NEDO先導研究プログラム／未踏チャレンジ、鉄鋼環境基金、（株）フォトニックラティス、福井大学医学部眼科教室、NIMS施設企画管理室に感謝します。参考文献 [1] M. Vollmer and K.-P. Mollmann, Infrared Thermal Imaging, 2nd Ed. (Wiley, 2018), pp. 561–613. [2] N. Hagen, J. Opt. 22, 103001 (2020). [3] https://www.youtube.com/watch?v=fcmFokIiq2Q.