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デュアルキャビティリングダウン分光法を用いたガス中微量水分計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06127
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

阿部 恒  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, 上級主任研究員 (20356372)

研究分担者 橋口 幸治  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 (00712506)
天野 みなみ  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 (80586321)
研究協力者 Lisak Daniel  ニコラウス-コペルニクス大学, 准教授
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード高感度 / 高精度 / 微量水分 / 水分計測 / ppb / トレーサビリティ / 湿度 / SIトレーサビリティ / 高純度ガス
研究成果の概要

高感度・高精度なガス中微量水分計測の実現のため、キャビティリングダウン分光法(CRDS)に発振波長の異なる2つのダイオードレーザーを組み込んだデュアルCRDSを開発した。国際単位系(SI)にトレーサブルな微量水分標準に基づいて開発した装置の性能評価を水分モル分率8 nmol/mol~630 nmol/molの範囲で行った。標準値との差は4.2 %以内にあり、それらは全て拡張不確かさ(包含係数k=2)で説明できた。開発したデュアルCRDS微量水分計は10 nmol/mol (10 ppb)以下の領域でも高精度測定が可能であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ニコラウス・コペルニクス大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 微量水分計測の最前線2017

    • 著者名/発表者名
      阿部 恒
    • 雑誌名

      伝熱

      巻: 56 ページ: 10-16

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement error in frequency measured using wavelength meter due to residual moisture in interferometer and a simple method to avoid it2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hashiguchi, H. Abe
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: 27 号: 11 ページ: 115004-115004

    • DOI

      10.1088/0957-0233/27/11/115004

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wavelength-meter controlled cavity ring-down spectroscopy: high-sensitivity detection of trace moisture in N2 at sub-ppb levels2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hashiguchi, D. Lisak, A. Cygan, R. Ciurylo, H. Abe
    • 雑誌名

      Sens. Actuators A

      巻: 241 ページ: 152-160

    • DOI

      10.1016/j.sna.2016.02.016

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reliable, robust measurement system for trace moisture in gas at parts-per-trillion levels using cavity ring-down spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, D. Lisak, A. Cygan, R. Ciurylo
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 86 号: 10 ページ: 106110-106110

    • DOI

      10.1063/1.4934976

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Dual-laser cavity ring-down spectroscopy for trace-moisture measurement2017

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, K. Hashiguchi
    • 学会等名
      GAS ANALYSIS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reliable measurement of trace-moisture in gas2017

    • 著者名/発表者名
      H. Abe
    • 学会等名
      NGO Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measurement standard and measurement technique for trace moisture in gases2017

    • 著者名/発表者名
      H. Abe
    • 学会等名
      Workshop on Measurement Standards Applied in Chemical Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] デュアルレーザーCRDSによるN2中微量水分の近赤外スペクトル2016

    • 著者名/発表者名
      阿部恒, 橋口幸治
    • 学会等名
      第77回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター (新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CAVITY RING-DOWN SPECTROSOCPY FOR TRACE-MOISTURE MEASUREMENT USING DUAL-LASER SYSTEM2016

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, K. Hashiguchi, M. Amano
    • 学会等名
      The XIII International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Science (TEMPMEKO)
    • 発表場所
      Belvedere Congress Center (Zakopane, Poland)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガス中微量水分の超高感度計測技術2016

    • 著者名/発表者名
      阿部 恒
    • 学会等名
      産総研技術シーズ発表会
    • 発表場所
      ホテルセンチェリー静岡、静岡市
    • 年月日
      2016-02-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] デュアルCRDSによるガス中微量水分のリアルタイム測定2015

    • 著者名/発表者名
      阿部 恒、橋口 幸治、天野 みなみ
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度ガス中微量水分計測2015

    • 著者名/発表者名
      橋口 幸治、天野 みなみ、阿部 恒
    • 学会等名
      JASIS2015出展
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉市
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Parts-per-trillion level detection of H2O in high-purity gas using cavity ring-down spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Abe, D. Lisak, A. Cygan, R. Ciurylo
    • 学会等名
      The 8th International Gas Analysis Symposium & Exhibition
    • 発表場所
      ワールドトレードセンターロッテルダム, ロッテルダム、オランダ
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 微量水分領域の湿度標準

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/abe.h/TraceMoisture/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 物理計測クラブ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/ripm/ja/Club/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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