2016 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロレオロジーセンサーで切り拓くインライン粘弾性モニタリングの新展開
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26289051
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山本 泰之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 工学計測標準研究部門, 主任研究員 (00398637)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藪野 浩司 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 教授 (60241791)
黒田 雅治 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60344222)
松本 壮平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 集積マイクロシステム研究センター, 副研究センター長 (70358050)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 熱工学 / 熱物性 / マイクロ・ナノデバイス / レオロジー / モニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体のレオロジー性質は，液体分子の力学的特性や，分子間の相互作用などに関連する貴重な情報をもたらしてくれる物性値であり，通常はレオメーターという1000万円以上する高価な機器で測定されている．本研究はMEMS技術を用いて超小型のレオロジーセンサーを開発することで，大幅な低価格化と，小型化によるインライン組み込みや内蔵型センサーなどの新しい応用分野を開拓することを目指している．
2016年度は，まず温度測定のさらなる高精度化により，レオロジーセンサーの校正曲線の高精度化を試みた．白金標準温度計と，ASL製測温抵抗ブリッジF700を用いた温度計システムと，断熱温槽を用いて，温度のばらつきで0.001℃以下，不確かさで3mK以下の温調環境を整え，粘度計校正用標準液の測定を行った．JS50からJS500までの4種類の標準液の校正値は，理論曲線と±0.7％以内の範囲で一致し，高い測定精度を確認できた．検証のために用いた石油関連製品の劣化サンプルの測定でも，細管粘度計の測定値と2％以内程度で一致を示した．このことから，レオロジーセンサーの測定精度に関しては，温調と温度測定の精度を向上することにより，大幅に改良されることが明らかとなった．
レオロジー測定の理論検討では，測定理論の見直しにより，測定回路を大幅に簡略化できる方法が見いだされた．また，自励発振の適用方法についても新しい発案があり，詳細は権利化のために公表を控えるが，より実用性の高い方法での測定が可能になることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
センサーの最大の妥協点であった，測定精度に関して，本年度の研究により，予想以上に高精度な測定が可能であることが示された．細管粘度計などの高精度な従来法と比較しても，遜色ない測定精度であり，粘度センサーを簡易目的以外の，高精度評価などの目的にも用いることが可能であることが示された．このことは，レオロジーセンサーの実用化にとっては大きな意味を持ち，マーケットへの大きなアピールポイントとなる．そのため，レオロジーセンサーの開発状況としては，順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きレオロジーセンサーの開発を進め，昨年度までの別研究で行ったアクチュエータの集積化の研究などと組み合わせることで，さらなる小型化を目指す．実用的なホルダーの開発も行い，実際の使用現場に合わせた高精度測定が可能なレオロジーセンサーの開発を行う．
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| Causes of Carryover |
プロセスの変更と，作業方法の見直しにより，人件費分や消耗品などの経費が減ったため，基金分の未使用額が生じた.
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度に実用化に向けた試験を数多く行うための経費として使用する予定である．
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