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高圧発生装置及びその圧力測定方法 UPDATE コモンズ

国内特許コード P120007410
掲載日 2012年4月24日
出願番号 特願2010-222152
公開番号 特開2012-078148
登録番号 特許第5652865号
出願日 平成22年9月30日(2010.9.30)
公開日 平成24年4月19日(2012.4.19)
登録日 平成26年11月28日(2014.11.28)
発明者
  • 米田 征司
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 高圧発生装置及びその圧力測定方法 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】高圧発生装置の加圧室内の圧力測定を、加圧室内にルビー片を入れずに、ルビー蛍光シフト法よりも安価で手軽に行うことができ、かつ、必要な測定精度を安定かつ簡便に得ることを課題とする。
【解決手段】ダイヤモンドアンビル11A,11Bにそれぞれ支持された2つのダイヤモンド12A,12B間の加圧室R内に試料S及び圧力媒体Tを充填し、圧縮バネ17によって両ダイヤモンドに互いが近付く向きの付勢力を伝達することにより圧力媒体を介して加圧室内の試料に高圧を付与するダイヤモンドアンビルセル10において、上ダイヤモンドアンビルのひずみ量をひずみゲージ1にて計測し、その計測結果に基づいて加圧室内の圧力を測定する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


この種の高圧発生装置は、様々な技術分野における研究開発に利用されている。例えば、試料を高圧環境下に置くことで試料の結晶構造等を変化させることにより、その試料の物性を変化させ、新たな効能を発現させるなどの試験に使用される。特許文献1では、燃料電池やセンサー等への応用が期待される固体イオン伝導体の高圧状態における交流インピーダンス測定によるイオン伝導試験および透過赤外分光等の同時試験を行う場合が例示されている。



高圧発生装置を使用した各種試験においては、高圧発生装置の加圧室内の圧力(試料に加わっている圧力)がどの程度なのかを正確に測定することが望まれる。高圧発生装置の圧力測定方法として信頼性が高いとされている方法としては、ルビー蛍光シフト法が知られている。ルビー蛍光シフト法とは、ルビーが圧力によってその蛍光スペクトルをシフトさせるという性質を利用し、ルビーの蛍光スペクトルを測定することで、加圧室内の圧力を把握するという方法である。具体的には、高圧発生装置の加圧室内へ試料とともに充填される圧力媒体内にルビー片を入れ、そのルビー片に外部から光を照射し、その蛍光スペクトルを外部で検出して、その検出結果から圧力を算出する。

産業上の利用分野


本発明は、高圧環境下における試料の状態変化について観察あるいは物性値測定等を行うために使用されるダイヤモンドアンビルセル等の高圧発生装置及びその圧力測定方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
支持部材にそれぞれ支持された2つの加圧子間の加圧室内に試料及び圧力媒体を充填し、付勢手段によって該2つの加圧子に互いが近付く向きの付勢力を伝達することにより該圧力媒体を介して該加圧室内の試料に高圧を付与する高圧発生装置において、
前記2つの支持部材のうちの少なくとも一方の支持部材における加圧子を支持する加圧子支持箇所を中心に略対称位置にある複数箇所のひずみ量を測定するひずみ測定手段と、
該ひずみ測定手段が測定した前記複数箇所のひずみ量の平均値を、前記加圧室内の圧力を算出するための測定結果として出力する出力手段とを有することを特徴とする高圧発生装置。

【請求項2】
請求項1の高圧発生装置において、
前記加圧室内の目標圧力を取得する目標圧力取得手段と、
前記出力手段が出力した前記ひずみ測定手段の測定結果に基づいて、該目標圧力取得手段が取得した目標圧力に該加圧室内の圧力が近づくように、前記付勢手段による付勢力を制御する付勢力制御手段とを有することを特徴とする高圧発生装置。

【請求項3】
請求項2の高圧発生装置において、
温度検知手段を有し、
前記付勢力制御手段は、該温度検知手段が検知した温度に応じて、前記付勢手段による付勢力の制御量を補正することを特徴とする高圧発生装置。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高圧発生装置において、
前記ひずみ測定手段は、ひずみ量に応じて電気抵抗が変化するひずみゲージを用いて前記少なくとも一方の支持部材のひずみ量を測定することを特徴とする高圧発生装置。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高圧発生装置において、
前記ひずみ測定手段は、前記付勢手段による付勢力によって前記少なくとも一方の支持部材が撓むことにより伸びる又は縮む該支持部材の表面の伸縮量を測定することを特徴とする高圧発生装置。

【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の高圧発生装置において、
前記2つの加圧子としてダイヤモンドを用いることを特徴とする高圧発生装置。

【請求項7】
支持部材にそれぞれ支持された2つの加圧子間の加圧室内に試料及び圧力媒体を充填し、付勢手段によって該2つの加圧子に互いが近付く向きの付勢力を伝達することにより該圧力媒体を介して該加圧室内の試料に高圧を付与する高圧発生装置の圧力測定方法において、
前記高圧発生装置による高圧付与時に前記2つの支持部材の少なくとも一方における加圧子を支持する加圧子支持箇所を中心に略対称位置にある複数箇所に生じるひずみ量を計測し、計測した該複数箇所のひずみ量の平均値に基づいて前記加圧室内の圧力を測定することを特徴とする圧力測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010222152thum.jpg
出願権利状態 登録
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