JPH07209158A - 高圧装置 - Google Patents
高圧装置Info
- Publication number
- JPH07209158A JPH07209158A JP1481994A JP1481994A JPH07209158A JP H07209158 A JPH07209158 A JP H07209158A JP 1481994 A JP1481994 A JP 1481994A JP 1481994 A JP1481994 A JP 1481994A JP H07209158 A JPH07209158 A JP H07209158A
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- Japan
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ピストン・シリンダー型の高圧装置において、
数千気圧から数万気圧という超高圧に物質を加圧するこ
とを可能にするとともに、紫外・可視光線に加え、赤外
線やＸ線などを使用した広範囲な光学測定を可能とす
る。 【構成】高圧下における物質の特性を光学測定するため
に使用するピストン・シリンダー型の高圧装置におい
て、試料１０が封入される試料室１４部分に観測窓３６
を配設し、上記観測窓３６の耐圧窓材４０にダイヤモン
ドを使用するようにした。
数千気圧から数万気圧という超高圧に物質を加圧するこ
とを可能にするとともに、紫外・可視光線に加え、赤外
線やＸ線などを使用した広範囲な光学測定を可能とす
る。 【構成】高圧下における物質の特性を光学測定するため
に使用するピストン・シリンダー型の高圧装置におい
て、試料１０が封入される試料室１４部分に観測窓３６
を配設し、上記観測窓３６の耐圧窓材４０にダイヤモン
ドを使用するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧装置に関し、さら
に詳細には、高圧下における物質の特性を光学測定する
ために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置に関
する。
に詳細には、高圧下における物質の特性を光学測定する
ために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、物質の特性を分析するための手
法として、物質に高い圧力を加えることにより、当該物
質がどのように変化するのかを光学測定する手法が知ら
れている。
法として、物質に高い圧力を加えることにより、当該物
質がどのように変化するのかを光学測定する手法が知ら
れている。
【０００３】従来より、こうした高圧下における物質の
光学測定を行うために、物質に高い圧力を加えるための
高圧装置としては、例えば、図３に示すように、被測定
物質である試料を充填した金属のガスケット１０１に対
し、上下両方向より加圧装置１０２により所定の圧力を
加えることのできるアンビル型の高圧装置が知られてい
る。
光学測定を行うために、物質に高い圧力を加えるための
高圧装置としては、例えば、図３に示すように、被測定
物質である試料を充填した金属のガスケット１０１に対
し、上下両方向より加圧装置１０２により所定の圧力を
加えることのできるアンビル型の高圧装置が知られてい
る。
【０００４】しかしながら、上記したアンビル型の高圧
分析装置においては、試料を入れたガスケット１０１に
数千気圧の圧力を加えるために、加圧装置１０２に耐圧
性に優れたダイヤモンドなどを使用しても、ガスケット
１０１に接する加圧部分の直径が「０．１ｍｍ〜０．５
ｍｍ」と小さいものであるために、光学測定の感度は低
く、また圧力測定も間接的であるために、その精度は低
い。
分析装置においては、試料を入れたガスケット１０１に
数千気圧の圧力を加えるために、加圧装置１０２に耐圧
性に優れたダイヤモンドなどを使用しても、ガスケット
１０１に接する加圧部分の直径が「０．１ｍｍ〜０．５
ｍｍ」と小さいものであるために、光学測定の感度は低
く、また圧力測定も間接的であるために、その精度は低
い。
【０００５】また、加圧装置１０２により加えられる上
下方向の圧力が周囲に逃げてしまうため、加圧装置１０
２の圧力と実際に試料に加わる圧力との間に差が生じて
しまい、高い圧力精度や発生圧力の再現性が要求される
精度の高い測定ができないという問題点があった。
下方向の圧力が周囲に逃げてしまうため、加圧装置１０
２の圧力と実際に試料に加わる圧力との間に差が生じて
しまい、高い圧力精度や発生圧力の再現性が要求される
精度の高い測定ができないという問題点があった。
【０００６】さらに、上下方向からの圧力封止に、ガス
ケット１０１の金属の塑性変形を利用しているため、加
圧・減圧の繰り返しや発生圧力の再現性が要求される測
定には利用できないという問題点があった。
ケット１０１の金属の塑性変形を利用しているため、加
圧・減圧の繰り返しや発生圧力の再現性が要求される測
定には利用できないという問題点があった。
【０００７】そこで、近年、物質の変化を加圧状態でリ
アルタイムに繰り返し光学測定することができ、しかも
高い圧力精度および発生圧力の再現性を実現して精度の
高い測定を可能としたピストン・シリンダー型の高圧装
置が提案されている。
アルタイムに繰り返し光学測定することができ、しかも
高い圧力精度および発生圧力の再現性を実現して精度の
高い測定を可能としたピストン・シリンダー型の高圧装
置が提案されている。
【０００８】このピストン・シリンダー型の高圧装置
は、図４に示すように、物質１１０をピストン・シリン
ダー型の加圧装置１１２により加圧するとともに、物質
１１０が封入される部分に直径５ｍｍ程度の観測窓１１
４を設け、加圧状態の物質１１０に観測窓１１４から光
線を照射して、目視あるいは分光装置などにより物質１
１０の変化を光学測定するものである。
は、図４に示すように、物質１１０をピストン・シリン
ダー型の加圧装置１１２により加圧するとともに、物質
１１０が封入される部分に直径５ｍｍ程度の観測窓１１
４を設け、加圧状態の物質１１０に観測窓１１４から光
線を照射して、目視あるいは分光装置などにより物質１
１０の変化を光学測定するものである。
【０００９】ところで、このピストン・シリンダー型の
高圧装置には、観測窓の耐圧窓材として石英ガラスやサ
ファイヤなどが使用されているが、この耐圧窓材の光学
特性である測定可能な電磁波の波長は、石英ガラスでは
「０．１８μｍ〜３．５μｍ」であり、サファイヤでは
「０．１８μｍ〜５μｍ」である。
高圧装置には、観測窓の耐圧窓材として石英ガラスやサ
ファイヤなどが使用されているが、この耐圧窓材の光学
特性である測定可能な電磁波の波長は、石英ガラスでは
「０．１８μｍ〜３．５μｍ」であり、サファイヤでは
「０．１８μｍ〜５μｍ」である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のピストン・シリンダー型の高圧装置にあって
は、耐圧窓材として石英ガラスやサファイヤなどが使用
されているため、観測窓の加圧限度が２，０００気圧以
下に制限されたり、しかも測定可能な光線は紫外・可視
光線に限定されるため、赤外線やＸ線などを使用した広
範囲な光学測定を行うことができないという問題点があ
った。
た従来のピストン・シリンダー型の高圧装置にあって
は、耐圧窓材として石英ガラスやサファイヤなどが使用
されているため、観測窓の加圧限度が２，０００気圧以
下に制限されたり、しかも測定可能な光線は紫外・可視
光線に限定されるため、赤外線やＸ線などを使用した広
範囲な光学測定を行うことができないという問題点があ
った。
【００１１】本発明は、従来のピストン・シリンダー型
の高圧装置が有する上記した種々の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ピストン・
シリンダー型の高圧装置において、数千気圧から数万気
圧という超高圧に物質を加圧することを可能にするとと
もに、紫外・可視光線に加え赤外線やＸ線などを使用し
た広範囲な光学測定を可能とした高圧装置を提供しよう
とするものである。
の高圧装置が有する上記した種々の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ピストン・
シリンダー型の高圧装置において、数千気圧から数万気
圧という超高圧に物質を加圧することを可能にするとと
もに、紫外・可視光線に加え赤外線やＸ線などを使用し
た広範囲な光学測定を可能とした高圧装置を提供しよう
とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における高圧装置は、高圧下における物質の
特性を光学測定するために使用するピストン・シリンダ
ー型の高圧装置において、物質が封入される試料室部分
に観測窓部を配設し、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤ
モンドを使用するようにしたものである。
に、本発明における高圧装置は、高圧下における物質の
特性を光学測定するために使用するピストン・シリンダ
ー型の高圧装置において、物質が封入される試料室部分
に観測窓部を配設し、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤ
モンドを使用するようにしたものである。
【００１３】
【作用】以上の構成において、本発明によれば、物質が
封入される試料室部分に観測窓部を設けており、加圧状
態の試料に観測窓部から光線を透過させて、目視あるい
は分光装置などにより物質の変化を光学測定することが
できる。しかも、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤモン
ドを使用するようにしたので、上記観測窓部を破損する
ことなしに数千気圧から数万気圧という超高圧に物質を
加圧することができるとともに、光学測定を行う際に紫
外・可視光線に加え、赤外線やＸ線などの幅広い波長の
光線を使用できる。
封入される試料室部分に観測窓部を設けており、加圧状
態の試料に観測窓部から光線を透過させて、目視あるい
は分光装置などにより物質の変化を光学測定することが
できる。しかも、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤモン
ドを使用するようにしたので、上記観測窓部を破損する
ことなしに数千気圧から数万気圧という超高圧に物質を
加圧することができるとともに、光学測定を行う際に紫
外・可視光線に加え、赤外線やＸ線などの幅広い波長の
光線を使用できる。
【００１４】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による高圧装
置の実施例を詳細に説明するものとする。
置の実施例を詳細に説明するものとする。
【００１５】図１は、本発明による高圧装置の一実施例
を示す縦断面図であり、図１において、高圧装置のセル
本体１２は、超高圧に耐えることができる材料により成
形されており、例えば、熱処理したＳＵＳ６３０あるい
はＳＫＤ−６１などが使用されている。
を示す縦断面図であり、図１において、高圧装置のセル
本体１２は、超高圧に耐えることができる材料により成
形されており、例えば、熱処理したＳＵＳ６３０あるい
はＳＫＤ−６１などが使用されている。
【００１６】上記セル本体１２には、ガスあるいは液体
などの流体の被測定物質の試料１０が封入される試料室
１４が形成されており、この試料室１４の上方には高圧
通路１６が連通されるとともに、高圧通路１６の上方に
は加圧ピストン１８を装着したシリンダー２０が形成さ
れていて、これらにより加圧手段を構成している。
などの流体の被測定物質の試料１０が封入される試料室
１４が形成されており、この試料室１４の上方には高圧
通路１６が連通されるとともに、高圧通路１６の上方に
は加圧ピストン１８を装着したシリンダー２０が形成さ
れていて、これらにより加圧手段を構成している。
【００１７】また、上記高圧通路１６に連通するシリン
ダー２０の上方には、連通路２４を有する高圧プラグ２
２が、座金２６、シール用Ｏリング２８、バックアップ
リング３０などとともに接続用ソケット３２を介してセ
ル本体１２に装着されており、上記接続用ソケット３２
には、図示しない高圧ホースの端部に固着された高圧ホ
ースガイド３４がネジ結合されている。
ダー２０の上方には、連通路２４を有する高圧プラグ２
２が、座金２６、シール用Ｏリング２８、バックアップ
リング３０などとともに接続用ソケット３２を介してセ
ル本体１２に装着されており、上記接続用ソケット３２
には、図示しない高圧ホースの端部に固着された高圧ホ
ースガイド３４がネジ結合されている。
【００１８】一方、上記セル本体１２に形成された試料
室１４の左右対向する部位には、セル本体１２を貫通し
た観測窓３６、３６が形成されており、上記左右の観測
窓３６、３６には、それぞれ試料室１４を挟み込むよう
に、リテーナ３８を介してダイヤモンドにより成形され
た耐圧窓材４０が設置されている。
室１４の左右対向する部位には、セル本体１２を貫通し
た観測窓３６、３６が形成されており、上記左右の観測
窓３６、３６には、それぞれ試料室１４を挟み込むよう
に、リテーナ３８を介してダイヤモンドにより成形され
た耐圧窓材４０が設置されている。
【００１９】また、上記観測窓３６に設置された耐圧窓
材４０とリテーナ３８は、シール用Ｏリング４２、バッ
クアップリング４４を介して装着された窓支持プラグ４
６と固定プラグ４８とにより組付けられ、試料室１４内
に圧力が加わっても耐圧窓材４０が抜け出したりしない
ようになされている。
材４０とリテーナ３８は、シール用Ｏリング４２、バッ
クアップリング４４を介して装着された窓支持プラグ４
６と固定プラグ４８とにより組付けられ、試料室１４内
に圧力が加わっても耐圧窓材４０が抜け出したりしない
ようになされている。
【００２０】さらに、上記観測窓３６、３６に組付けら
れた窓支持プラグ４６および固定プラグ４８には、外部
からの照射光線の光路４６ａ、４８ａがテーパ状に形成
されている。そして、セル本体１２の一方の光路４８
ａ、４６ａから照射された照射光線が、耐圧窓材４０か
ら試料室１４内の試料１０を照射し、反対側の光路４６
ａ、４８ａに抜けるようになされている。
れた窓支持プラグ４６および固定プラグ４８には、外部
からの照射光線の光路４６ａ、４８ａがテーパ状に形成
されている。そして、セル本体１２の一方の光路４８
ａ、４６ａから照射された照射光線が、耐圧窓材４０か
ら試料室１４内の試料１０を照射し、反対側の光路４６
ａ、４８ａに抜けるようになされている。
【００２１】ここで、上記耐圧窓材４０に使用されるダ
イヤモンドとしては、タイプＩａおよびタイプＩＩａな
どと称されている天然ダイヤモンドや、タイプＩｂなど
と称されている合成ダイヤモンドなどを使用可能である
が、それぞれ光学特性が異なり、測定可能な電磁波の波
長範囲も図２に示すような範囲とされているので、所望
の測定条件に応じてこれらのダイヤモンドを適宜選択す
るようにすればよい。
イヤモンドとしては、タイプＩａおよびタイプＩＩａな
どと称されている天然ダイヤモンドや、タイプＩｂなど
と称されている合成ダイヤモンドなどを使用可能である
が、それぞれ光学特性が異なり、測定可能な電磁波の波
長範囲も図２に示すような範囲とされているので、所望
の測定条件に応じてこれらのダイヤモンドを適宜選択す
るようにすればよい。
【００２２】以下、本発明によるピストン・シリンダー
型の高圧装置を使用した実験例について説明する。
型の高圧装置を使用した実験例について説明する。
【００２３】即ち、高圧装置のセル本体１２に熱処理し
たＳＵＳ６３０を用いるとともに、観測窓３６の耐圧窓
材４０に直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍの円板状に成形された
タイプＩｂの合成ダイヤモンドを使用し、耐圧７，００
０気圧に設計した。
たＳＵＳ６３０を用いるとともに、観測窓３６の耐圧窓
材４０に直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍの円板状に成形された
タイプＩｂの合成ダイヤモンドを使用し、耐圧７，００
０気圧に設計した。
【００２４】上記高圧装置を用いた実験では、５，５０
０気圧までの加圧試験を行ったが高圧装置自体になんら
の問題もなく、高い圧力精度、発生圧力の再現性が要求
される高圧液体のＸ線散乱、赤外吸収測定等の光学測定
が可能になった。
０気圧までの加圧試験を行ったが高圧装置自体になんら
の問題もなく、高い圧力精度、発生圧力の再現性が要求
される高圧液体のＸ線散乱、赤外吸収測定等の光学測定
が可能になった。
【００２５】なお、上記高圧装置では、耐圧窓材４０に
使用されているダイヤモンドの厚さやセル本体１２など
の金属部の素材を変えることにより、試料室１４の耐圧
性能を数万気圧まで高めることが可能となる。
使用されているダイヤモンドの厚さやセル本体１２など
の金属部の素材を変えることにより、試料室１４の耐圧
性能を数万気圧まで高めることが可能となる。
【００２６】また、試料室１４を左右から挟み込むよう
に配設した耐圧窓材４０の間隔である光路長は、窓支持
プラグ４６を交換することにより、例えば、「０〜６ｍ
ｍ」の範囲で任意に変化させることができるので、試料
１０の光散乱あるいは光吸収特性に応じた測定が可能と
なる。
に配設した耐圧窓材４０の間隔である光路長は、窓支持
プラグ４６を交換することにより、例えば、「０〜６ｍ
ｍ」の範囲で任意に変化させることができるので、試料
１０の光散乱あるいは光吸収特性に応じた測定が可能と
なる。
【００２７】さらに、試料の加圧に伴う光路長の変化は
無視、あるいは補正することが可能であり、光線の吸収
実験ではより定量的な解析が可能となる。
無視、あるいは補正することが可能であり、光線の吸収
実験ではより定量的な解析が可能となる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００２９】高圧下における物質の特性を光学測定する
ために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置にお
いて、物質が封入される試料室部分に観測窓部を配設
し、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤモンドを使用する
ようにしたため、加圧状態の試料に観測窓部から光線を
透過させて、目視あるいは分光装置などにより物質の変
化を光学測定することができるようになり、しかも上記
観測窓部の耐圧窓材がダイヤモンドとされているので、
上記観測窓部を破損することなしに数千気圧から数万気
圧という超高圧に物質を加圧することができるととも
に、光学測定を行う際に可視光線から赤外線やＸ線に至
るまでの幅広い波長の光線を使用できる。
ために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置にお
いて、物質が封入される試料室部分に観測窓部を配設
し、上記観測窓部の耐圧窓材にダイヤモンドを使用する
ようにしたため、加圧状態の試料に観測窓部から光線を
透過させて、目視あるいは分光装置などにより物質の変
化を光学測定することができるようになり、しかも上記
観測窓部の耐圧窓材がダイヤモンドとされているので、
上記観測窓部を破損することなしに数千気圧から数万気
圧という超高圧に物質を加圧することができるととも
に、光学測定を行う際に可視光線から赤外線やＸ線に至
るまでの幅広い波長の光線を使用できる。
【００３０】従って、本発明によれば、ピストン・シリ
ンダー型の高圧装置において、観測窓部の耐圧性能を向
上することができるので、使用圧力が高まり数千気圧か
ら数万気圧という超高圧に物質を加圧することができる
ようになるとともに、紫外可視光線に加え、赤外線やＸ
線などを使用した広範囲な光学測定を行うことができる
ようになる。
ンダー型の高圧装置において、観測窓部の耐圧性能を向
上することができるので、使用圧力が高まり数千気圧か
ら数万気圧という超高圧に物質を加圧することができる
ようになるとともに、紫外可視光線に加え、赤外線やＸ
線などを使用した広範囲な光学測定を行うことができる
ようになる。
【図１】本発明による高圧装置の一実施例を示す縦断面
図である。
図である。
【図２】本発明の耐圧窓材に使用されるタイプ別ダイヤ
モンドの測定可能な電磁波の波長範囲を示す図表であ
る。
モンドの測定可能な電磁波の波長範囲を示す図表であ
る。
【図３】従来のアンビル型の高圧装置の要部を示す説明
図である。
図である。
【図４】従来のピストン・シリンダー型の高圧装置の要
部を示す説明図である。
部を示す説明図である。
１０ 試料 １２ セル本体 １４ 試料室 ３６ 観測窓 ３８ リテーナ ４０ 耐圧窓材 ４２ Ｏリング ４４ バックアップリング ４６ 窓支持プラグ ４６ａ 光路 ４８ 固定プラグ ４８ａ 光路
Claims (5)
- 【請求項１】 高圧下における物質の特性を光学測定す
るために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置に
おいて、 物質が封入される試料室部分に観測窓部を配設し、前記
観測窓部の耐圧窓材にダイヤモンドを使用したことを特
徴とする高圧装置。 - 【請求項２】 高圧下における物質の特性を光学測定す
るために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置に
おいて、 超高圧に耐えることができる材料により成形されたセル
本体が、前記セル本体内部に形成された被測定物質の試
料が封入される試料室と、前記試料室と連通して形成さ
れた加圧ピストンを装着したシリンダーとを有する加圧
手段とを備え、 前記セル本体に形成された前記試料室の周壁の少なくと
も一部には、前記セル本体を貫通する観測窓が形成され
ており、前記観測窓にはリテーナを介してダイヤモンド
により成形された耐圧窓材が設置されており、前記観測
窓に設置された前記耐圧窓材と前記リテーナは、シール
部材を介して装着された窓支持部材により前記観測窓に
組付けられ、前記窓支持部材には外部からの照射光線の
光路が形成されていて、前記耐圧窓材から前記試料室内
の前記試料を照射可能とされていることを特徴とする高
圧装置。 - 【請求項３】 高圧下における物質の特性を光学測定す
るために使用するピストン・シリンダー型の高圧装置に
おいて、 超高圧に耐えることができる材料により成形されたセル
本体が、前記セル本体内部に形成された被測定物質の試
料が封入される試料室と、前記試料室の上方に前記試料
室と連通して形成された高圧通路および前記高圧通路の
上方に形成された加圧ピストンを装着したシリンダーと
を有する加圧手段とを備え、 前記セル本体に形成された前記試料室の周壁の対向部位
には、前記セル本体を貫通する観測窓が形成されてお
り、前記観測窓には前記試料室を挟み込むように、リテ
ーナを介してダイヤモンドにより成形された耐圧窓材が
設置されており、前記観測窓に設置された前記耐圧窓材
と前記リテーナは、シール用Ｏリング、バックアップリ
ングを介して装着された窓支持プラグと固定プラグとに
より前記観測窓に組付けられ、前記観測窓に組付けられ
た窓支持プラグおよび固定プラグには、外部からの照射
光線の光路がテーパ状に形成されていて、前記セル本体
の一方の光路から照射された照射光線が、前記耐圧窓材
から前記試料室内の前記試料を照射し、前記セル反対の
反対側の光路に抜けるようになされており、 前記高圧通路に連通する前記シリンダーの上方に、座
金、シール用Ｏリング、バックアップリングとともに接
続用ソケットを介して連通路を有する高圧プラグを装着
し、 前記接続用ソケットに、高圧ホースの端部に固着された
高圧ホースガイドを結合したことを特徴とする高圧装
置。 - 【請求項４】 前記耐圧窓材に使用されるダイヤモンド
は、タイプＩｂの合成ダイヤモンドである請求項１、２
または３のいずれか１項に記載の高圧装置。 - 【請求項５】 前記耐圧窓材に使用されるダイヤモンド
は、タイプＩａまたはタイプＩＩａの天然ダイヤモンド
である請求項１、２または３のいずれか１項に記載の高
圧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1481994A JPH07209158A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 高圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1481994A JPH07209158A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 高圧装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209158A true JPH07209158A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11871657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1481994A Pending JPH07209158A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 高圧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209158A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2004015401A1 (ja) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Toagosei Co., Ltd. | シラノール基濃度の測定方法および測定用セル |
| JP2008178797A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 耐圧窓 |
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