Development of inline viscoelasticity monitoring sensor

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26289051
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 山本 泰之 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 (00398637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藪野 浩司 筑波大学, システム情報工学研究科, 教授 (60241791) ; 黒田 雅治 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60344222) ; 松本 壮平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (70358050)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 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

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への組み込みや，機器への内蔵などが可能なレオロジーセンサーを実用化することを目指して開発を進めた．
2017年度は，昨年度の精密な温調によるセンサー精度の大幅な改善の結果を受けて，センサー自体に温度センサーに内蔵し，さらにはセンサーのホルダーに温調用の流路とヒーターを内蔵した新しいタイプのホルダーを試作した．流路付きのホルダーは，流体継ぎ手を備えており，一般的な流体用パイプラインの一部に組み込むことが可能である．これにより，実用段階における粘度・レオロジーセンサーの適用性が一段と高まった．温調付きのホルダーは温度の安定性±0.5K以下の温調制御が可能であることが確認され，非常に簡便に高精度な粘度測定が可能であることが実証された．
更に，流路付きホルダーを用いて，振動試験を行ったところ，センサーの水平方向，垂直方向の振動に対して，共に15Gまで印可してもセンサーが破壊されることはなく，共振点以外の振動である場合は粘度測定の機能を保つことすらできることが明らかとなった．
これまでの開発により，粘度・レオロジーセンサーの実用段階で予想される諸問題は解決されたと言える．早急に知財の準備を進め，製品化を進める予定である．

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。