2019 Fiscal Year Research-status Report
Accurate Measurements of Thermodynamic Temperature using Acoustic Gas Thermometer based on Different Monoatomic Gases
| Project/Area Number |
18K04189
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
Widiatmo Januari 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30371024)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 享 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (20357643)
三澤 哲郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (40635819)
斉藤 郁彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (50710620)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 熱力学温度測定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、音響気体温度計（AGT）システムを開発して、熱力学温度Tを決定する。一方、同システムに設置し、国際温度目盛ITS-90に基づいて校正された標準白金抵抗温度計を用いT90を測定するによって、熱力学温度と国際温度目盛の差（T-T90）を導出する。令和元年度は、以下の技術開発および測定を行った。
昨年度行われた改良で均熱性が1 mKを下まわるまでに抑制することに成功したAGTシステムを用いて、測定を温度範囲水の三重点からガリウムの融解点までにおいて実施し、10℃、20℃および29.7646℃でのT-T90を導き、その不確かさを見積もった。得られたT-T90実測値は同温度範囲に既に報告されたデータと比較して、当実測値の不確かさで一致していることが分かり、当AGTシステムの信頼性を確認できた。この結果を国際学会で発表し、学術誌に掲載された。当AGTシステムを用いて、水銀の三重点までの範囲でのT-T90の測定の準備を行った。
当AGTシステムをより高温まで使用を目指しており、そのために使用する温度計を少なくともインジウム凝固点で校正する必要がある。しかし、本システムに使用している温度計はキャプセル型標準白金抵抗温度計であり、この種類の温度計の校正に適した校正設備が必であるので、インジウム点校正標準器を新規に開発した。当標準機による校正を進めるとともに、水の三重点とインジウム点との間の温度定点であるガリウム点においては、使用するCSPRTの校正を行った。
アルゴンに加え、ネオンという異種の単原子分子気体のための専用のガスハンドリングシステムの構築を完成させた。高純度化やリークテストなどの諸テストを行い、ネオンガス専用の共鳴器との接続の準備を行った。また、ネオン専用の共鳴器として、既存の共鳴器を最適化設計して、完成を進めている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記研究実績の概要に対し、以下の技術開発および測定を行った。
1．2018年度で設計・製作したネオンガス専用のガスハンドリングシステムに、圧力計・流量計・ガスフィルターの設置し、流量ラインを真空ベーキングで水分等を除去し高純度化を行うことができた。
2．熱力学温度の広範囲の測定のために、使用のCSPRTをインジウムの凝固点（150℃）で校正する校正装置の新規開発および初期評価を行うことができた。校正用ジグの不具合による問題を解決してから、インジウム点での高精度な校正を目指している。
3．2018年度に改良したQSRを用いて、アルゴンガスによる熱力学温度の測定を行い、（T-T90）を10℃、20℃および29.7646℃で導出し、既存の測定値と1 mK以内で一致していることを確認した。水の三重点温度より低い温度での測定を試みたが、適した熱媒体の問題が生じ、測定が停止している。また、測定中に音響測定システムの一部機器の故障が発生し、その修理が測定及びネオンガス用のシステムの最適化に影響を与えた。
4．上記音響システムの機器の故障の影響がある中で、ネオンガス専用の共鳴器の最適設計および調整を行うことができたが、ガスハンドリングシステムと連結して、ネオンガスによる初期測定を行うことができなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
【アルゴンガスによる低温域での測定】水の三重点温度より低い温度での測定に適した熱媒体を使用し、-40℃までの測定を行う。
【キャプセル型標準白金抵抗温度計の校正】熱力学温度の広範囲の測定のために、使用のCSPRTをインジウムの凝固点（150℃）で校正する。
【ネオンガスによるテストおよび初期測定】ネオンガス専用の共鳴器をガスハンドリングシステムと連結して、水の三重点（0.01℃）での測定に着手する。その後、ガリウムの融解点（29℃）までの温度域で熱力学温度の測定を行うとともに、異種ガスによる結果の解析を目指す。
|
