1998 Fiscal Year Annual Research Report
レーザーを利用した高精度振動管型高温高圧密度計の開発
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10555260
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 直純 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40280870)
猪股 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10168479)
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| Keywords | 密度計 / 振動管 / 高温高圧 / 超臨界水 |
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| Research Abstract |
最近,超臨界水(Tc=374℃,PC=22MPa)を用いた応用技術が注目され,それとともに広範囲にわたる超臨界水溶液の物性データが必要となってきているが,最も基本的な密度についても超臨界水溶液の報告例は皆無に等しい。本研究では,近年注目されている流通式振動管密度計に関して,従来法での適用温度範囲を制限していた永久磁石による加振・検出法に対して,圧電素子とレーザードップラーを利用した新しい高温高圧振動管密度計の開発を試み,高温高圧での適用性について検討した。
振動管密度計は,物質の固有振動数が質量により一義的に決定されることを利用したものである。装置定数K(T,p)は密度既知の標準試料の測定により決定されるもので,密度の測定精度はこの決定法に強く依存する。
管振動数の検出には,レーザードップラー法を用いた非接触検出を採用した。レーザーを直接振動管に照射し,その180°反射波でのシフト量を測定した。管の加振は,積層圧電アクチュエータの振動を伝達棒を介することで行った。これらにより,加振・振動検出部は直接高温域に設置する必要がなく,高温域での測定が可能となった。振動管自体も,入力信号に対して自由振動が起こしやすい形状にすることで応答性を改良した。以上に基づいて装置を作成した。
この装置を用いて,400℃,圧力45,55,65MPaにおける装置定数決定をメタノールならびに水を用いて行った。その結果,本装置構成での測定分解能は約0.002g/cm3となり,高温高圧域での測定が可能であることが示された。なお,測定精度については,標準試料の選定も含めて検討中である。
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[Publications] R.L.Smith,Jr.: "Phase Behavior and Reaction of Polyethylene Terephthalate-Water Systems at Pressures up to 173 MPa and Temperatures up to 490℃" J.Supercritical Fluids. (印刷中). (1999)
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[Publications] R.L.Smith,Jr.: "A Energy Analysis of Supercritical Carbon Dioxide Extraction Processes," J.Supercritical Fluids. (印刷中). (1999)
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[Publications] R.L.Smith,Jr.: "A Volumetric Behavior of Ethyl Acetate,Ethyl Octanoate,Ethyl Laurate,Ethyl Linoleate,and Fish Oil Ethyl Esters in the Presence of Supercritical CO2." J.Supercritical Fluids. 13. 29-36 (1998)
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[Publications] R.L.Smith,Jr.: "A Relative Permittivity and Dielectric Relaxation in Aqueous Solutions" Fluids Phase Equilibria. 144. 315-322 (1998)
