JPH09133625A - ピクノメーター - Google Patents

ピクノメーター

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JPH09133625A
JPH09133625A JP28976395A JP28976395A JPH09133625A JP H09133625 A JPH09133625 A JP H09133625A JP 28976395 A JP28976395 A JP 28976395A JP 28976395 A JP28976395 A JP 28976395A JP H09133625 A JPH09133625 A JP H09133625A
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JP
Japan
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pycnometer
mercury
upper lid
lid
ring
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Pending
Application number
JP28976395A
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English (en)
Inventor
Hiroto Horiuchi
博人 堀内
Shoji Onose
庄二 小野瀬
Takeji Minafuji
威二 皆藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定精度の良いピクノメーターとすることを
目的とする。 【解決手段】 上部に鍔状に張出した鍔部14を有する
筒状の試料収納部11及びその試料収納部の底部から先
端部に向かって細長く伸びる管部12を有するピクノメ
ータ本体10と、鍔部の下側に配置される下蓋25と、
鍔部上側に配置され、この下蓋とネジ結合される上蓋1
5とからなり、上蓋は、鍔部と当接する面側に、下蓋と
上蓋の前記ネジの締め付けにより上蓋と鍔部とが当接す
るときに弾性部材からなるOリング20の歪みを吸収す
る逃げを有する溝を設けて、前記Oリングを保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料と浸漬液とを
導入して重量を測定するための試料密度計測用ピクノメ
ーターに関する。
【0002】
【従来の技術】図1に従来のピクノメーター4を示す。
図中(a) は従来のピクノメーターの縦断面図であり、
(b) はOリングが保持された状態を示す上蓋の部分縦断
面図である。
【0003】従来のピクノメーター4は、上部に鍔状に
張出した鍔部14を有する筒状の試料収納部11及びそ
の試料収納部の底部から先端部に向かって細長く伸びる
管部12を有するピクノメーター本体10と、鍔部の下
側に配置される下蓋25と、鍔部上側に配置され、この
下蓋とネジ結合される上蓋13とからなっており、上蓋
13は、鍔部14と接近する面側に、溝16を設けて溝
の幅とほぼ同じ大きさのOリング20を保持したもので
ある。
【0004】図1(a) に示すピクノメーターは上蓋の気
密が保たれている状態を示しており、従来のピクノメー
ターの気密は、このようにOリングと鍔部との接触によ
って行っていた。
【0005】また、従来のピクノメーターの浸漬液とし
ては、通常、水あるいはアルコールが用いられてきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のピクノメーター
使用の際には、上蓋側面に設けたネジ溝を下蓋のネジ溝
と螺合させ、弾性部材のOリング20をピクノメーター
本体10の鍔部14と接触させて、この部分の気密を行
う。しかし、気密性は保たれるにしても介在するOリン
グの潰れ具合によって鍔部14と上蓋13の対向面間の
距離は、締め付けのたびに変化することとなり、ピクノ
メーター内部の容量は微妙に変化した。この容量の変化
は、浸漬液、試料を導入したときの重量の変化を生じさ
せることとなり、それら重量から密度を求めるピクノメ
ーターの計測密度の精度に影響する。一方、ピクノメー
ターは、破片状の試料を用いてその密度変化からスエリ
ング(体積膨張)を測定するためにも使用されるが、こ
の場合、試料の外形状の寸法変化を反映する、かさ密度
を測定する必要がある。破片状の試料は時に表面に開気
孔及び微小なクラックを有するものがあるため、従来か
らの水やアルコールでは前記開気孔及びクラックに浸漬
水が進入してしまい、精度良くかさ密度の測定ができな
かった。
【0007】本発明は、上述のような従来の問題点をな
くして測定精度の良いピクノメーターを提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のピクノメーター5は、上部に鍔状に張出し
た鍔部14を有する筒状の試料収納部11及びその試料
収納部の底部から先端部に向かって細長く伸びる管部1
2を有するピクノメータ本体10と、鍔部の下側に配置
される下蓋25と、鍔部上側に配置され、この下蓋とネ
ジ結合される上蓋15とからなり、上蓋は、鍔部と当接
する面側に、下蓋と上蓋の上記ネジの締め付けにより上
蓋と鍔部とが当接するときに弾性部材からなるOリング
20の歪みを吸収する逃げ18を有する溝17を設け
て、上記Oリングを保持したもので、Oリングは溝の逃
げに入り込み、鍔部と上蓋とが当接してネジの締め付け
位置が決まるため、ピクノメーター内部の容量の変化を
少なくして、一段とピクノメーターの測定精度を上げる
ことができる。
【0009】また、上記ピクノメーターの上蓋15に設
けられた弾性体のOリング20を保持する溝17の外壁
及び内壁の少なくともいずれかを傾斜面とすることがO
リングの抜け防止に効果的である。
【0010】さらに、上記ピクノメーター内に充填させ
る浸漬液35として水銀を用いることもできる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0012】図2は本発明であるピクノメーター5の縦
断面図である。図中(a)は本発明によるピクノメータ
ーの全体図であり、気密を保って、ピクノメーターの蓋
が閉められた状態を示している。(b)と(c)とは、
それぞれ、上蓋の溝のOリングの収納状態の一実施例を
示す上蓋の部分拡大図である。
【0013】図2(a)に示すピクノメーター5は、上
部に鍔状に張り出した鍔部14を有する筒状の試料収納
部11及び試料収納部の底部から先端部に向かって細長
く伸びる管部12を有するピクノメーター本体10と、
鍔部の下側に配置される下蓋25と、鍔部上側に配置さ
れ、この下蓋とネジ結合される上蓋15とからなり、上
蓋は、鍔部と当接する面側に、下蓋と上蓋の前記ネジの
締め付けにより上蓋15と鍔部14とが当接するときに
弾性部材からなるOリング20の歪みを吸収する逃げ1
8を有する斜面状の溝17を設けて前記Oリング20を
保持したことを特徴とするピクノメーターである。ま
た、(c)も、(b)と同様にOリング20の歪みを吸
収する逃げ18を有しているが、逃げ用の溝は斜面によ
らず溝幅を拡張して構成している。ここで、(b)及び
(c)で示す本発明独特の構成は、前記溝にOリングが
圧迫された際に、そのはみ出した肉を収納できる逃げ1
8を設けていることである。これらのピクノメーターを
使用の際には、下蓋25と上蓋15を螺合させることに
よって、ピクノメーター本体10の鍔部14を上下から
締め付けていく。上蓋のネジを締めていくに従って、O
リングは上下の圧迫で左右に広がるように変形する。図
1に示した従来のものであると、Oリングの反発によっ
て、ネジの締め量が決められ、鍔部14と上蓋13のO
リング20周辺面とは、接触しないままに締め付けが終
わる。このため締め付け量は、その都度変化することに
なる。これに対し、本発明のピクノメーター5では、締
め付けの際、圧迫されたOリング20は斜面内の逃げ1
8、あるいは斜面を持たない溝17の逃げ18に収まる
ため、上蓋のOリングの外周面がピクノメーター本体5
の鍔部14に接し、何度、蓋の開け閉めをしても、従来
と同様に気密を保ちながら、常に同じ具合の締め付けが
でき、ピクノメーター内の体積を一定に保つことができ
る。図3は、原子炉で照射済みの炭化ホウ素を用い、水
銀を浸漬液として使用した場合の、水銀導入用容器1に
設置された本発明のピクノメーター5を示している。ピ
クノメーターの上蓋のOリングを保持する溝は図2
(b)あるいは(c)と同様の構造となっており、水銀
あるいは水銀と試料を用いて重量を測定する際に繰り返
し測定を行っても、逃げ18を有する溝17にOリング
20が収まり、上蓋15とピクノメーター鍔部14が接
して締め付けを行うことができるため、体積を一定に保
つことができる。図3に示す実施形態では、原子炉で照
射済みの炭化ホウ素のスエリングを計測するため、試料
の気孔及び微少なクラックに浸漬液が進入してしまわな
いよう、浸漬液として水銀を用いるが、試料によって
は、従来のようにアルコールや水を使用することもでき
る。
【0014】以下、図2に示すピクノメーターおよび図
1に示す従来のピクノメーターを使用した場合の炭化ホ
ウ素の密度変化によるスエリング(体積膨張)の測定方
法の手順を示す。
【0015】(1)測定手順 1)校正試験 (a) 空のピクノメーターの重量を測定する。
【0016】(b) 水銀充填容器に、浸漬液及び、ピクノ
メーターの上蓋を完全に閉めてセットする。
【0017】(c) 容器を傾けることにより、ピクノメー
ター先端部が水銀に付いていない状態にして、水銀充填
用容器内を0.01Torrまで排気する。
【0018】(d) 容器の傾きをもどしてピクノメーター
先端部を水銀につけ、装置内に大気を少しずつリークさ
せて、ピクノメーターに水銀を導入する。
【0019】(e) 水銀を満たしたピクノメーターを水銀
充填用容器より取り出し、ピクノメーター先端からの水
銀面位置のズレを測定する。
【0020】(f) (ピクノメーター+水銀)の重量を測
定し、(a) で測定した空のピクノメーターの重量を引く
ことにより、(e) で求めた水銀面位置での水銀重量を算
出する。
【0021】(g) 水銀入りピクノメーターを水銀充填用
容器にセットし、先端部を水銀につけて系内を充分排気
することでピクノメーターから水銀を排出する。
【0022】(h) ピクノメーターを水銀充填容器から取
り出す。このときにピクノメーター内に若干の水銀が残
った場合には、手で振ることにより慣性を利用して排出
する。
【0023】(i)(c)〜(h) を数回繰り返し、各水銀面位
置でのピクノメーター内の水銀重量を算出し、これか
ら、各水銀位置面での補正重量(ピクノメーターを完全
に水銀で満たした場合の重量と各水銀位置面での水銀重
量との差)を求める。
【0024】2)評価試験 (a) 水銀充填用容器にピクノメーターをいれ、上述の
方法と同様にして、ピクノメーター内に水銀を充填す
る。
【0025】(b) 水銀を充填したピクノメーターを水
銀用容器より取り出し、ピクノメーター先端からの水銀
面位置のずれH1 を測定する。
【0026】(c) (ピクノメーター+水銀)の重量W
1 を測定する。
【0027】(d) (b) で測定した水銀面位置から、上述
の校正試験で求めた補正重量f(H1 )を算出する。
【0028】(e) 上述の方法と同様にして、ピクノメー
ター内から水銀を排出する。
【0029】(f) (a) 〜(e) の手順を繰り返し、数回の
測定を行う。
【0030】(g) 標準密度球および小径ペレット(試
料)の重量Ws を測定する。
【0031】(h) ピクノメーターの試料取り入れ口より
試料を入れ、一定の位置まで蓋を閉めた後、水銀充填用
容器にセットする。
【0032】(i)(a)〜(d) と同様の手順を繰り返し行っ
て、(ピクノメーター+水銀+試料)の重量W2 および
補正重量f(H2 ) を求める。
【0033】(j) 以上によって得られたデータから試料
のかさ密度を求める。
【0034】(2)密度算出方法 得られたデータをもとに、以下の式にて算出する。
【0035】
【数1】 D : 試料密度 (g/cm3 ) Ws : 試料重量 (g) W1 : ピクノメーターに水銀を入れた重量 (g) H1 : ピクノメーターに水銀を入れたときの入り口
先端からのズレ (mm) f(H1 ) : 水銀のズレがH1 である場合のH=0 からH=H
1 の部分を満たすのに要する補正水銀重量 (g) W2 : ピクノメーターに水銀と試料を入れた重量
(g) H2 : ピクノメーターに水銀と試料を入れたときの
入り口先端からのズレ (mm) f(H2 ) : 水銀のズレがH2 である場合のH=0 からH=H
2 の部分を満たすのに要する補正水銀重量 (g) ρ(T) : 測定時の温度での水銀の密度 (g/cm3 ) ρ(T) = 13.595048 - 2.4672×10-3T+ 1.328 ×10
-72 + 2.87 ×10-93 T(℃) = 10〜35℃ (3)測定精度算出方法 得られたデータをもとに、以下に示す式にて算出する。
【0036】
【数2】 上記の測定方法により、得られた値を以下の表1および
表2に示す。
【0037】
【表1】
【表2】 表1は、本発明のピクノメーターを用いて測定した場合
の測定結果である。また、表2は、従来のピクノメータ
ーを用いて測定した場合の測定結果である。
【0038】表2において、Ws とρ(T) の測定データ
(バラツキを含む)、及びW2 ' の平均値は、本発明を
用いたときの表1のデータを使用している。また、従来
のW2 ' バラツキについては従来のW1 ' のバラツキと
同程度と考え、W1 ' のデータを引用した。
【0039】双方の結果をみると、ピクノメーターに水
銀だけを入れた重量であるW1 ' の値が、大きく変化し
ていることがわかる。W1 ' は、同じピクノメーターの
蓋の開け閉めを繰り返し、水銀のみを充填させた時の重
量の測定を6回行った値であり、95% 信頼幅で見ると従
来の表2では、0.02476 、つまり約50mgのバラツキがあ
ったのに対し、本発明を用いた表1ではその信頼幅が0.
00490 、約10mgとなり、従来と比べて約5分の一に狭ま
ったことが分かる。そして、このことによって、密度の
信頼幅も従来の0.076 から0.019 の4倍向上して測定で
きるようになったことが分かる。これは、バラツキのス
エリング換算でも、約4倍の向上となっている。
【0040】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、上蓋に
設けられた弾性体のOリング20を保持する溝17にO
リング20の歪みを吸収する逃げ18を設けたため、ピ
クノメーターの上蓋15と下蓋25を螺合させた際に上
蓋に設けられた弾性体のOリング20は溝17に納ま
り、上蓋面と同じ高さまで押し潰れ、ピクノメーター本
体10の鍔部14と上蓋面が接するため、従来と同様に
気密を保ち、かつ常に一定の容量を保つことができる。
【0041】さらに、照射済み試料の密度変化からスエ
リング(体積膨張)を測定する際には、本発明のピクノ
メーター5に浸漬液35として水銀を用いると、水銀の
表面張力が大きいため、試料の開気孔及び微小なクラッ
クに浸漬液が進入せず、精度良く、試料の寸法変化を反
映するかさ密度の測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のピクノメーターの縦断面図であり、
(a)に全体図、(b)に上蓋部の部分拡大図を示す。
【図2】 本発明のピクノメーターの縦断面図であり、
(a)は全体図、(b)及び(c)はそれぞれ一実施形
態である上蓋部の部分拡大図を示す。
【図3】 本発明の一実施形態である水銀導入用容器に
設置された本発明のピクノメーターを示す。
【符号の説明】
1 水銀用導入用容器、4 ピクノメーター、5 ピク
ノメーター、10 ピクノメーター本体、11 試料収
納部、12 管部、13 上蓋、14 鍔部、15 上
蓋、16 溝、17 溝、18 逃げ、20 Oリン
グ、25 下蓋、30 試料、35 浸漬液(水銀)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料30と浸漬液35とを導入して重量
    を測定するための試料密度計測用ピクノメーターにおい
    て、上部に鍔状に張出した鍔部14を有する筒状の試料
    収納部11及びその試料収納部の底部から先端部に向か
    って細長く伸びる管部12を有するピクノメータ本体1
    0と、鍔部の下側に配置される下蓋25と、鍔部上側に
    配置され、この下蓋とネジ結合される上蓋15とからな
    り、上蓋は、鍔部と当接する面側に、下蓋と上蓋の前記
    ネジの締め付けにより上蓋と鍔部とが当接するときに弾
    性部材からなるOリング20の歪みを吸収する逃げを有
    する溝を設けて、前記Oリングを保持したことを特徴と
    するピクノメーター。
  2. 【請求項2】 上蓋15に設けられた弾性体のOリング
    20を保持する溝17の外壁及び内壁の少なくともいず
    れかを傾斜面とした請求項1記載のピクノメーター。
  3. 【請求項3】 ピクノメーター内に充填させる浸漬液3
    5として水銀を用いることを特徴とする請求項1及び請
    求項2記載のピクノメーター。
JP28976395A 1995-11-08 1995-11-08 ピクノメーター Pending JPH09133625A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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