Density and viscosity measurement of high-pressure liquids using a quartz crystal resonator

使用石英晶体谐振器测量高压液体的密度和粘度

基本信息

批准号：
21K04760
负责人：
山脇浩
金额：
$ 1.75万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、水晶振動子センサーにより高圧力下での粘度と密度を求める手法を開発し、バイオディーゼル燃料の主成分である脂肪酸メチルエステル類等に適用して、高圧下での物性(粘度、密度など)を評価することを目的としている。昨年度、水晶振動子の共振ピーク幅の変化から、ブロモベンゼンに対して293, 313, 333 Kにおける400MPaまでの粘度の圧力依存性を測定したが、今年度　これらの測定の結果をまとめ、論文として発表した。過去の文献で、水晶振動子表面に液体をトラップする凸凹を付け、ここにトラップされた液体が振動子の振動に追随して動き、付加質量として働くことが知られている。今年度は、溝を表面加工した水晶振動子と、表面加工していない水晶振動子の間の共振周波数の差から、密度を求めることを　まず試みた。比較的粘性の高い脂肪酸エステル類では共振ピークはブロードであり、高圧セル中では信号強度も弱いため測定自体　困難であることがわかった。この手法ではトラップされる液体の量が少なく、付加質量によるピークシフト量も誤差による変動範囲に収まってしまう。そこで、密度の圧力依存性は、もっと直接的に試料体積の変化量から求める手法を試みた。ピストンシリンダー高圧発生装置のピストンの進みから体積変化を求め、テフロン試料セル自体の変形量を参照液体を用いて算出し補正することで、±1%程度の不確かさで密度を求めることができた。この手法によりラウリン酸メチルとリノール酸メチルの密度の圧力依存性を求めることができた。

该受试者旨在开发一种使用石英谐振传感器在高压下确定粘度和密度的方法，并将其应用于脂肪酸甲基酯（这是生物柴油燃料的主要成分），以评估高压下的物理性能（粘度，密度等）。去年，我们根据晶体谐振器的谐振峰宽度的变化，测量了293、313、333 K时粘度在293、313、333 K时的压力依赖性。今年，我们总结了这些测量结果的结果，并将其作为论文发表。在以前的文献中，众所周知，晶体振荡器的凸表面具有捕获液体的凸度，并且捕获的液体按照振荡器的振动移动，并作为额外的质量。今年，我们首先试图从具有表面处理的凹槽和石英晶体谐振器之间的石英晶体谐振器之间的谐振频率差异确定密度，没有表面处理的表面处理的表面处理的晶体谐振器。已经发现，对于脂肪酸酯而言，共振峰值宽，并且高压细胞中的信号强度较弱，因此很难测量测量本身。在此技术中，被困液体的量很小，由于误差，由于添加质量而引起的峰值变化量也在变化范围内。因此，我们试图从样品体积的变化中更直接地获得密度的压力依赖性。通过计算活塞缸高压发电机的活塞进展的体积变化，并使用参考液来计算和纠正特氟龙样品单元本身的变形量，可以通过不确定性约为±1％确定密度。该技术允许甲基桂酸和甲基linoleate的密度依赖性。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dependence of the Viscosity of Bromobenzene on Pressure up to 400 MPa

溴苯粘度对压力的依赖性，最高可达 400 MPa

DOI：
10.1007/s10765-022-03051-8
发表时间：
2022
期刊：
International Journal of Thermophysics
影响因子：
2.2
作者：
山崎皓平;大角義浩;吉田昌弘;武井孝行;Yamawaki Hiroshi
通讯作者：
Yamawaki Hiroshi

山脇のwebページ --- 科研費課題

山胁的网页——科学研究补助金

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

水晶振動子の共振ピーク幅による高圧液体の粘性測定

使用晶体振荡器的共振峰宽度测量高压液体的粘度

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
G. Cai;W. Katsumata;I. Okajima;T. Sako;T. Funazukuri;C. Y. Kong;岩崎楓，吉田剛，大越昌幸;山脇浩
通讯作者：
山脇浩

Infrared spectra of the β and γ phases of oleic acid under high pressure

高压下油酸β相和γ相的红外光谱

DOI：
10.1016/j.saa.2021.120290
发表时间：
2022
期刊：
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
影响因子：
0
作者：
Yamawaki Hiroshi;Fujihisa Hiroshi
通讯作者：
Fujihisa Hiroshi

材料構造・物性研究グループ --- 計測技術

材料结构/物理性能研究组---测量技术

DOI：
发表时间：
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影响因子：
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作者：
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通讯作者：
Hiroshi YAMAWAKI

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通讯作者：
中野智志

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发表时间：
2005
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作者：
K. Miura;G. Inoue;and A. Hosomi;三津勝清;三浦勝清;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroyuki Suga et al.;Hiroshi Yamawaki;Hiroshi Yamawaki;Hiroshi Yamawaki;Hiroshi Yamawaki;Hiroshi Yamawaki;Hiroshi Yamawaki;山脇浩;Hiroshi YAMAWAKI;山脇浩
通讯作者：
山脇浩