| 研究課題/領域番号 |
19K04206
|
|---|
| 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 |
藤田 佳孝 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 (60357910)
|
|---|
| 研究分担者 |
村本 智也 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 (60828284)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 粘度 / 絶対測定 / 落球法 / 粘度計 / 粘度標準 / ISO / 水の粘度 / 細管法 |
|---|
| 研究実績の概要 |
落球法による粘度絶対測定法確立のための高精度な落球終端速度決定を可能とする管壁補正のための実験装置を構築して、これを既設の落球実験システムに導入することが研究目的達成のための大前提となる課題である。そこで初年度は、その構築すべき実験装置である試料容器の円筒内径可変機構を完成させて、同機構を落球実験システムの精密恒温槽内に組込むための設計を行い、その設計に基づき計画した各製作工程に順次取り組むこととした。
考案・基本動作実証済の円筒内径可変機構については、実際の測定においてさらに必要となる複数の異径ガイドリングとそれらのワイヤー駆動のための追加の設計・製作を行い、全部で上下それぞれ４つの異径のガイドリングを擁する可変機構を完成させた。この製作過程では、これまでに同機構の問題点であったステンレスシートのガイドリングへの巻き取り動作の不安定箇所を同定してこれを改良する設計・製作も行い、実際に試料油中で同機構の動作確認するための試料容器を模した簡易アクリル槽の整備も併せて行った。
次に、この完成させた同機構を落球実験システム内の恒温槽に組込み、同機構のワイヤー駆動を、恒温槽外部から遠隔作動させる機構を設計した。この設計にあたっては、同機構の組込み先である恒温槽内の試料槽に既設の球体落下と落下した球体を遠隔で回収する機能を損なわないように、残された少ない空間スペースを有効利用する必要があるため、既存のCAD図面を基に組込み図面を完成させた。この設計に基づき、同機構の組込みのための改良、ワイヤー駆動のための槽内部の新たな伝達機構部の製作や温槽の外部ポートや上部蓋の追加工など、組込みに向けて必要な工程を要素ごとに分けて順次進めることとし、次年度の完成予定として、それらの各工程の製作を現在進めている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度における二つの課題の一つである円筒内径可変機構の完成については予定どおり完成させた。二つ目の課題である同機構の落球実験システム内への組込みのための設計と構築については、研究実績の概要に記載の通り、恒温槽内への同機構の導入のための設計は終えたが、設計に基づいた改良、追加工や新たな機構製作の各工程について、現在進行中であり、当初の予定通り、2年度目にてシステム全体を完成させる予定である。以上の見込みから全体としてみるとおおむね順調に進展していると考えることができる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
初年度に行った円筒内径可変機構の実験システムへの組込みのための製作工程を2年度目には完遂させて、動作検証を経て、同システムを完成させたうえで、最終年度における補正式決定のための測定を可能な状態まで仕上げる。最終年度では、落球落下速度測定を実施して、管壁補正式を決定し、これによって決定される落球終端速度と並行して進める現行測定手法によって得る球体直径と試料液体密度によって、目標とする10-4レベルでの中高粘度域の粘度決定を達成する。この基準点に基づく細管法による精密比較測定を行うことで目標精度での水の粘度絶対値決定を目指す。
なお、本課題の申請時に計画していた、実験系を模した目標測定精度に匹敵する高精度な数値流体解析による実験結果の妥当性検証については、減額された採択配分額が実験装置構築の必要最低限度額相当であること、および、数値計算はあくまで実験結果産出によって初めて意味をなす課題であり、実験後に独立して実施可能であることから、、実験装置構築とデータ産出を最優先に前倒しで進め、2年目後半以降の開発の進捗を見て計算実施の可能性を検討することとしている。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度計画では、円筒可変機構の温槽組込みのための既設装置への追加工や導入する伝達機構部の製作あるいはその過程における既設装置の改良改修等の支出に当該年度全ての予算を充当する予定であったが、1件約50万円の改良修理案件が次年度5月末納品に繰越され、また、いくつかの製作工程が設計段階から支出を伴う製作段階に移行していないため、その分の予算執行が年度内に行えなかった。この次年度使用額については当初予定にある次年度予算分の一部と合わせて残りの製作工程完遂のための支出に充てる予定である。
|
| 備考 |
上記（１）の国際度量衡局（BIPM）のwebサイトは、国際度量衡委員会（CIPM)質量関連量諮問委員会（CCM）傘下にある密度粘度作業部会（WGDV）での本研究に関する報告のアドレスで、学会発表の項にて記入した会議のサイトである。ただし、当該ページの発表資料については作業部会メンバー以外はアクセスはできない。
|
