2021 Fiscal Year Annual Research Report

Experimental evidence characterizing pressure sensors' drift at the seafloor

Research Project

Project/Area Number	19H02411
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	松本浩幸国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 主任研究員 (80360759)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	梶川宏明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計量標準総合センター, 研究グループ長 (50443180) 木村俊則国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), 副主任研究員 (30520845) [Withdrawn] 有吉慶介国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (20436075)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	圧力計 / 重錘形圧力天びん / ドリフト / A-0-A方式
Outline of Annual Research Achievements	海底に設置された圧力計が観測するドリフト現象について考察するため、室内実験によりドリフト現象の再現と圧力校正手法の検証を試みた。室内実験で計測する圧力計は、水晶振動子を受圧部にもつ水晶振動式圧力計とシリコン単結晶の半導体素子を受圧部にもつシリコン振動式圧力計の2種類の圧力計である。前者はDONETやS-netで採用されており、後者は主に工業分野で採用されている圧力計である。室内実験では、重錘形圧力天びんで標準圧力を発生させて、対象となる圧力計に加圧して計測した。本年度は、主に海域観測においてドリフト補正のために考案されている圧力校正手法（A-0-A方式）ならびに低温環境での連続加圧によるドリフト評価の実験を海洋研究開発機構ならびに産業技術総合研究所でそれぞれ実施した。 A-0-A方式では水深2,000 mに相当する20 MPaを約1か月間連続加圧して、1日1回約15分間だけ大気圧（ゼロ点）に開放した。20 MPaを連続加圧しているときは重錘形圧力天びんによる標準圧力と圧力計の出力値との偏差を計算し、ゼロ点に開放したときは重錘形圧力天びん内の大気圧計との偏差を計算する。この加圧パターンを繰り返したところ、圧力計の種類にかかわらず、一時的にゼロ点に開放しても連続加圧のドリフト特性は保持される結果を得た。本研究の室内実験の結果は、シリコン振動式圧力計でもA-0-A方式が適用可能なことを示唆する。また深海を想定して2 ℃の低温恒温槽内に圧力計をセットして20 MPaを連続印加して、ドリフト特性を評価した。圧力計のドリフトを指数成分と線形成分の組み合わせた近似式でモデル化したところ、低温環境では圧力計のドリフト曲線の線形成分が常温に比べて減少、すなわちドリフト率が小さくなることが明らかとなった。
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。