液体中の音波速度の精密自動測定にかかわるシステムの開発

溶液の微少な構造変化から溶質ー溶媒相互作用を調べる為に、溶液の断熱圧縮率を温度、濃度、圧力の関数として自動測定する装置の開発を行なった。温度の検出と制御は、水晶温度計(HP2804A)とペルチエ素子を用いたPID方式により±10^<-4>℃の精度で0〜50℃の範囲の温度走査を行なうことを目標とした。また、濃度と圧力の調節には電子天秤と液体クロマト用の送液ポンプ(NPD321)を使用し、抵抗線圧力計を圧力変換器として1〜500気圧の範囲で圧力の自動走査も行なえるように設計した。断熱圧縮率は、パルスジェネレ-タ-(HP3314A)と周波数計を用い、溶液中に一定間隔で置いた二つの送信・受信用PZT圧電素子間の音波の伝播速度から計算した。本研究代表者がこれまで行なって来た±1x10^<-3>℃精度の装置よりも、加圧装置が加わって装置が大型化した為、大型のペルチエ素子を導入したが、加熱と冷却の速度が小型のものとは異なるため、調整に予想外に時間が掛かったが、いろいろ部品の改造を行なった結果、10^<-4>℃の温度精度で制御する見込みを得た。圧力の制御も、当初予定した液体クロマト用の高圧ポンプは、予想外にリ-クが大きく500気圧の維持に耐えない事が判ったので、測定セルと送液ポンプの間に空気圧作動式の遮断バルヴを挿入して、音速の測定に必要な数分の間、圧力低下を0.1気圧以内におさめる事が出来る見通しを得ることが出来た。加圧下での音速測定セルには、ステンレススティ-ル材をくり抜いた容器の両端にPZT素子のマウント台を設け、素子を固定して使用したが、水中加圧下での電気絶縁と振動子の固定法が予想と異なり、その調整に手間取ったが、振動子を圧力セルの壁に直かにエポキシ樹脂で接着することにより、音波の波形を歪ませる事も絶縁の劣化も起こさず作動出来る見通しを得た。現在、総合調整を兼ねた測定を行なっている。

溶液の微少な構造変化から溶質ー溶媒相互作用を調べる為に、溶液の断熱圧縮率を温度、濃度、圧力の関数として自動測定する装置の開発を行なった。温度の検出と制御は、水晶温度計(HP2804A)とペルチエ素子を用いたPID方式により±10^<-4>℃の精度で0〜50℃の範囲の温度走査を行なうことを目標とした。また、濃度と圧力の調節には電子天秤と液体クロマト用の送液ポンプ(NPD321)を使用し、抵抗線圧力計を圧力変換器として1〜500気圧の範囲で圧力の自動走査も行なえるように設計した。断熱圧縮率は、パルスジェネレ-タ-(HP3314A)と周波数計を用い、溶液中に一定間隔で置いた二つの送信・受信用PZT圧電素子間の音波の伝播速度から計算した。本研究代表者がこれまで行なって来た±1x10^<-3>℃精度の装置よりも、加圧装置が加わって装置が大型化した為、大型のペルチエ素子を導入したが、加熱と冷却の速度が小型のものとは異なるため、調整に予想外に時間が掛かったが、いろいろ部品の改造を行なった結果、10^<-4>℃の温度精度で制御する見込みを得た。圧力の制御も、当初予定した液体クロマト用の高圧ポンプは、予想外にリ-クが大きく500気圧の維持に耐えない事が判ったので、測定セルと送液ポンプの間に空気圧作動式の遮断バルヴを挿入して、音速の測定に必要な数分の間、圧力低下を0.1気圧以内におさめる事が出来る見通しを得ることが出来た。加圧下での音速測定セルには、ステンレススティ-ル材をくり抜いた容器の両端にPZT素子のマウント台を設け、素子を固定して使用したが、水中加圧下での電気絶縁と振動子の固定法が予想と異なり、その調整に手間取ったが、振動子を圧力セルの壁に直かにエポキシ樹脂で接着することにより、音波の波形を歪ませる事も絶縁の劣化も起こさず作動出来る見通しを得た。現在、総合調整を兼ねた測定を行なっている。