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液体密度測定子

国内特許コード P110002694
整理番号 13352
掲載日 2011年5月31日
出願番号 特願2009-154233
公開番号 特開2011-007756
登録番号 特許第5115934号
出願日 平成21年6月29日(2009.6.29)
公開日 平成23年1月13日(2011.1.13)
登録日 平成24年10月26日(2012.10.26)
発明者
  • 永井 崇之
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 液体密度測定子
発明の概要

【課題】安価な材料を使用し且つ製作し易い構造でありながら、密度測定対象の液体が高温溶融塩など腐食性があっても、精度よくアルキメデス法による密度測定が行えるようにする。
【解決手段】密度測定対象の液体中に浸漬し、浮力による重量減を測定して体積で除することにより当該液体の密度を求める液体密度測定子である。この液体密度測定子は、密度測定対象の液体に対して耐食性のある材料からなる測定子容器10内に、重錘12が封入され、該測定子容器の内部で重錘との隙間に緩衝材14を充填することで該重錘が保持されている。測定子容器は、細長形状であって、上端に吊り下げ用の係止部を備え、中央の円筒状の胴部に対して上端部と下端部が流線型になっている構造が好ましい。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


周知のように、液体密度測定方法の代表的な例としては、アルキメデス法がある。これは、体積が既知の測定子(「ボブ」とも呼ばれる)を、天秤からワイヤ等で吊り下げて密度測定対象の液体中に浸漬し、その際に生じる浮力による重量減を天秤で読み取り、測定子の体積で除することで液体の密度を求める方法である。



上記のようなアルキメデス法による高温液体の密度測定事例としては、測定子として白金-10%ロジウム合金(Pt-10%Rh)製球体を用いたFeO-SiO2 密度測定[非特許文献1]、測定子として白金(Pt)製球体を用いたNa2 O-FeO-Fe2 3 -SiO2 密度測定[非特許文献2]等がある。その他、溶融塩の密度測定事例としては、白金(Pt)製測定子を用いた溶融LiCl-KCl混合塩等の密度測定[非特許文献3]が報告されているが、詳細な測定方法は明らかでない。



このように、高温溶融塩の密度測定を行うには、測定子材料として、高密度で且つ高耐食性の材料である白金(Pt)や白金-10%ロジウム合金(Pt-10%Rh)等を用いる必要があるが、それらは非常に高価であり、製作し難いなど、コストの面で著しく不利である。



そこで、安価な高密度金属であるタングステン(W)等を測定子材料に用いて、溶融塩の密度測定を試みた。しかし、タングステン製測定子と溶融塩が反応し、測定子表面に腐食による減肉や反応物の析出等が認められ、測定子の重量減が正確に読み取れず、測定密度の精度が低下することが判明した。



密度測定対象の液体中での測定子の腐食を回避する技術として、従来、測定子本体表面に窒化硼素、炭化ケイ素、カーボン、白金、シリカ-アルミナ等をコーティングする構造が提案されている[特許文献1]。しかし、このようなコーティング構造では、測定子本体材料とコーティング材料の熱膨張係数が異なるため、例えば高温溶融塩中に測定子を浸漬すると、コーティング膜に亀裂や歪みが生じ、測定子本体の腐食等による測定子表面の凹凸によって、正確な密度測定が行えない欠点がある。

産業上の利用分野


本発明は、アルキメデス法による液体の密度測定に用いる測定子に関し、更に詳しく述べると、上下が流線型をなし細長形状の測定子容器内に重錘を封入した構造の液体密度測定子に関するものである。この液体密度測定子は、特に限定されるものではないが、例えば化学的に活性な高温の溶融塩の密度を高精度に測定するのに有用である。

特許請求の範囲 【請求項1】
密度測定対象の液体中に浸漬し、浮力による重量減を測定して体積で除することにより当該液体の密度を求める液体密度測定子において、
密度測定対象の液体に対して耐食性のある材料からなる測定子容器内に、重錘が封入され、該測定子容器の内部で重錘との隙間に緩衝材を充填することで該重錘が保持されていることを特徴とする液体密度測定子。

【請求項2】
前記測定子容器は細長状であって、上端に吊り下げ用の係止部を備え、中央の円筒状の胴部に対して上端部と下端部が流線型になっている請求項1記載の液体密度測定子。

【請求項3】
密度測定対象の液体が高温溶融塩であって、測定子容器は石英ガラスからなり、重錘はタングステンまたはタングステン合金からなる請求項2記載の液体密度測定子。

【請求項4】
測定子容器の内部が減圧された状態で封止されている請求項1乃至3のいずれかに記載の液体密度測定子。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2009154233thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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