1997 Fiscal Year Annual Research Report
無人航空機観測用超小型高能率大気サンプリングシステムの開発
| Project/Area Number |
07558076
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Polar Research |
|---|
Principal Investigator |
和田 誠 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (40132716)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 標 日酸商事(株), 企画部ATプロジェクト研究担当, 部長
矢島 信之 宇宙科学研究所, システム研究系, 教授 (30200489)
森本 真司 国立極地研究書, 北極圏環境研究センター, 助手 (30270424)
塩原 匡貴 国立極地研究書, 南極圏環境モニタリング研究センター, 助教授 (60291887)
|
|---|
| Keywords | クライオポンプ / 断熱膨張 / 温室効果気体 |
|---|
| Research Abstract |
無人航空機搭載用小型高能率自動大気サンプリングシステムを開発するために、本年度は小型クライオポンプの冷凍能力の精密測定、小型クライオポンプを組み込んだ試料採取容器の開発と試験、そしてシステム制御装置の開発を行った。結果を以下にまとめる。
1.昨年度までに開発した小型クライオポンプに高圧ネオンガスを導入し、発生する寒冷量の精密測定を行った。寒冷量は、クライオポンプの液体ネオン生成部にマンガニン線ヒーターを巻き付け、これに電圧を印加することによって測定した。その結果、ネオンガス圧力が50kgf/cm2以上の場合に寒冷が発生し、その量は140kgf/cm2の時に約22W、50kgf/cm2では0.2Wであった。発生した寒冷が全て大気採取に使われると仮定した場合、容積47リッター、充填圧150kgf/cm2の高圧ネオンガスボンベ1本を使用して、標準状態で約100リッターの大気が採取できることになる。
2.小型クライオポンプを新たに開発した試料採取容器に組み込み、低圧窒素の採取実験を行った。この実験では、本システムを成層圏で使用することを想定し、窒素の設定圧力を高度15〜35kmでの大気圧(122〜5hPa)とした。得られた結果は、窒素の採取量が1.の実験で推定した量の25〜40%であることを示しており、更に採取効率の向上を図る必要があることが明らかになった。
3.本システムを無人航空機上で動作させるためのシステムコントローラーを開発した。コントローラーは、読み出し専用メモリ(ROM)上に書き込んだプログラムに従って、バルブの開閉や動作状況の記録・地上へのデータ送信等を行うことが出来る。
また、ROM上のプログラムを変更することによって、容易に無人航空機側とデータを交換することが可能である。
|
-
[Publications] Honda,H. et al.: "Cryogenic sampling system for measurements of the concentrations of storatospheric trace gases and their isotopic rations over Antarctica." J.Geomag.Geoelec.48. 1145-1155 (1996)
-
[Publications] Honda,H. et al.: "A newly developed grab sampling system for collecting storatospheric air over Antarctic." Antarctic Record. 40. 156-168 (1996)
-
[Publications] Yamanouchi,T. et al.: "A future plan for atmospheric observations using unmanned aircraft." Proc.Polar.Meteorol.Glaciol.11. 257 (1997)
-
[Publications] Honda,H. et al.: "A small stratospheric grab-sampler and its ground support system for Antarctic experiments." Proc.Polar.Meteorol.Glaciol.11. 264 (1997)
-
[Publications] Morimoto,S. et al.: "Development of a cryogenic air sampling system using JT cryostat." Proc.Polar.Meteorol.Glaciol.12(in press). (1998)
