本ページでは、Journal of Japan Coating Technology Association に掲載された TSTOF測定法に関する技術報告書を紹介します。本論文では、スプレー特性評価のための光学計測技術を取り上げ、特に TSTOF測定法の技術的基礎、歴史的発展、および他のレーザー計測法との比較に焦点を当てています。
TSTOF は Time-Shift Time-of-Flight の略称です。この測定法では、液滴または粒子が光学的な測定領域を通過するときに発生する光散乱信号を解析します。そのため、スプレー中の液滴径、粒子径、速度、およびスプレー挙動に関する情報を取得できます。
Schaefer, W., Li, L., Stegmann, P., & Terada, M. (2026). TSTOF測定法に関する技術報告書：第一部 ─ 技術的基礎、歴史的発展、および他のレーザー測定法との比較. Journal of Coatings Technology and Research, 61(3), 100. https://jcot.or.jp/download/61-03-2.pdf
https://jcot.or.jp/tosokogaku16.html#2026
TSTOF測定法の技術的基礎
TSTOF測定法は、時間的にずれた光散乱信号を利用します。液滴や粒子が構造化された光場を通過すると、検出器は特徴的な信号波形を記録します。これらの信号には、対象物の運動、光との相互作用、およびスプレー状態に関する情報が含まれます。
この方法は、個々の液滴や粒子を対象としたスプレー診断に適しています。したがって、研究開発、塗装プロセス、噴霧技術、粒子計測において有用な光学計測技術となります。
TSTOFの歴史的発展
本論文では、TSTOF測定法の歴史的発展についても説明しています。この技術は、液滴および粒子の光学的な特性評価を目的として発展してきました。現在では、SpraySpy®、SprayQuantAI®、ParticleTensorAI® などの関連技術にもつながっています。
これらの技術は、従来の光学スプレー計測に加えて、信号処理、コンパクトな測定システム、AI支援型の評価方法を組み合わせています。その結果、スプレー計測の応用範囲がさらに広がっています。
他のレーザー計測法との比較
レーザーを用いたスプレー診断には、さまざまな測定法があります。それぞれの方法には利点と制限があります。TSTOF測定法の特徴は、個々の液滴や粒子から時間分解された光散乱信号を取得できる点にあります。
そのため、TSTOFは液滴ごとの情報を必要とするスプレー計測に適しています。また、カメラベースの測定法と比較して、高速な光信号を利用できる点も重要です。これにより、研究用途だけでなく、産業プロセスのモニタリングにも応用できます。
コーティング技術への応用
スプレー特性評価は、コーティング技術において重要な役割を果たします。液滴径、速度、粒子挙動、スプレー安定性は、塗膜品質、材料利用率、およびプロセス制御に直接影響します。
TSTOF測定法は、塗装、噴霧、粒子診断、工業プロセス監視における複雑なスプレーシステムの理解を支援します。また、SprayQuantAI® や ParticleTensorAI® などのAI支援型スプレー解析技術の基盤にもなります。
本記事は技術報告シリーズの第1部であり、複雑なスプレーシステムにおける TSTOF測定法の理解と応用に向けた基礎を示しています。