hugo's blog,

No purpose, No design...

実験装置

研究の近況

最近、全然更新してないな。
と思ったので、更新してみる。

【スピン液体論文】を書いたのだが、ここ数ヶ月、共著者のところでまた止まっている。もう正直いい加減にしてほしい。
催促メールを送らなきゃあかんと思っているところ。


【学生1の研究ネタ】高周波ESRのおかげで、λ-(BETS)2FeCl4反強磁性相の詳細がだいぶ分かりつつある。麻雀だとイーシャンテンぐらいまで行っているだろう。
AKBモデルは最初っから話にならんけど、分野的にはAKBモデルが受け入られているので、これをどう切り崩せばいいのかが悩みどころ。論文にちゃんとなるのだろうか。。。


【学生2の研究ネタ】一生懸命、三角格子系のスピン計測を頑張ってもらっているが、スピン計測は低温になると色々イヤラシイ。
スピン計測は標準試料と調べたい試料のESR強度を比較してスピン数を導出するのだが、標準試料のスピン間の相互作用が低温で効いてきてスピン数の誤差がだんだん大きくなる事がわかってきた。
VBS系の方はまとまってきたので、現在論文にしてもらっているところ。


【bilayer系】24Tをかけたけど、結局、飽和磁化が見れない。ESRを真面目にやるべき時がきたようだ。


【Bio系試料】スピントラップでROS検出の第2弾を今週末にやる予定。


【測定装置の改良】共著者で論文が止まっているので、実験装置も色々改良。
ESR装置:
X-Band ESR(10 GHz)→Bio系の試料ができるように改良
Ka-&Q-Band ESR(27-50 GHz)→ 最低温度4.2Kから1.6Kに
V-&W-&G-Band ESR(50-220GHz)→1.6K~150Kまでの温度範囲に拡張
サブミリ波 ESR→新たなボロメーター導入してS/Nを改善
こいつでちょっくらTKNBさんのとこの試料を試したい。

He3実験:
だいぶ前にガスハンドリングは作ってあったのだが、He3ガスを入れてようやく使えるようにした。量はたったの15L。
自称「熱のスペシャリスト」Y氏が(1回も使わないまま)80万をかけて作らせたHe3プローブがあったので、そいつで試してみるが温度が0.7Kまでしか下がらない。これが、熱流入のせいなのか、Y氏プローブの特性なのかは不明のまま。量が少ないけど、ジャボ漬け実験を試してみたいところである。


ちなみに、(1回も使ってないのに)大金をはたいて作らせたこのYプローブだが、中の配線がかなり酷かった。あっちゃこっちゃ切れてるし、ツイストペアもかなりいい加減だったので、全部ヒッペ剥がして配線をし直す。おまけに、Yプローブの比熱セルを見たら、あまりのも酷さにもうビックリこいたね。こんなんでマトモな測定できる訳ねーぇだろ。

「熱のスペシャリスト」Y氏は、この研究所はノイズが多すぎてまともな測定が出来ないと宣うて出て行かれたが、比熱セルや配線をもっとまともに作ってから文句を言って欲しかったものである。
そういえば、Y氏はSWCNTで熱容量計を作る任務もあったのだが、かなりお忙しいようで完全に忘れておられるようである。というかこんな技術じゃ話にならんので、どうも私がやらないといけないようである。

古〜いJEOLのXバンドESR装置不具合(その2)

写真 2016-07-12 17 59 19
先月、JEOLのXバンドESR装置のレコーダーに不具合が出たのだが、明らかにダメそうなリレーを分解し強引に修復した。
応急処置をした訳だが、(いずれまた壊れそうなので)どうにかこの旧タイコー製のリレーRABK-4Pの代替が見つからないかと探してみた。

そして、パナのサイトで色々ググってみたところ、ソケットに合いそうなパワーリレーを見つけた。
汎用のパワーリレー(4c) 「HJリレー」のシリーズがうまく合いそうだったので、HJ4-DC24V (AHJ3242)を購入して、応急処置的に直したレコーダーのリレーを交換したところちゃんと動作した。

ということで、15万円コースの修理費がわずか数百円で解決した。
めでたしめでたし。

なので、JEOLの古〜いレコーダーに不具合が起きたら、RABK-4PのリレーをHJ4-DC24Vにとりあえず交換してみましょう♪

とりあえず装置が直った

ファイル 2016-07-13 10 12 44
(昨日の続き)
リレーを直したレコーダーを朝一で接続し、動作を確認してみたら、無事ペンが上下に動くようになった。
復活である。

やっぱりリレーだったか。
なんとなく直せる、アナログな装置ってやっぱりいいな。

古〜いJEOLのXバンドESR装置不具合

いつかその日は来ると思っていたが、とうとうやってきた。

愛用している古いXバンドESR装置(JEOLのREシリーズ)の調子が悪い。
写真 2016-07-12 18 03 12
装置のコンソールに付属している「磁場の制御も兼ねているレコーダー」(上記写真)に不具合が出てしまった。
いつかは壊れると思ったけど、ついに来た。
普段はレコーダーとしては使わないのだが、ペンの部分が下がったままで動かないために、磁場の制御をつかさどるバーが引っかかってスタックするのだ。
つまり、磁場がまともに挿印できないので、ESRが測れない。

「REシリーズは納入から20年以上経過しておりサポートは終了していますよ〜」と最近案内が来たばっかりである。
しつこいけど、もう一度言おう。いつかは壊れるとは思っていたが、本当に痛い。

さて早速、不具合の原因を探るために、まずレコーダーを分解をしてみる。
写真 2016-07-12 18 00 07
1991年製で四半世紀も経っている。さすがに古いな。
おまけにJEOLが作っていたと思っていたけど、中身は理化電機工業製のようだ。

バーを動かすステップモーターには不具合はなさそうだが、どうもペンを上下させる機構がバカになっているようだ(ペンを上下させるスイッチに全く反応していない)。
症状的には、磁場挿印が終わって磁場(バー)が戻る時、ペンが下がっている状態だとバーが引っかり、ペンが上がっていると引っかからないようだ。磁場が戻る時は当然ペンが上がるような仕組みになっているのだが、ペンを上下させる機構が壊れていて、ペンが下がった状態のままバーが戻るので、引っかかってしまうようだ。

最初に怪しいと思ったのは、ペンを上下させるアクチュエータ。
新電元メカトロニクスの回転ソレノイドが使われている。
でもレコーダーの電源を入れた瞬間に回転ソレノイドが動いているので、
とても、これが壊れているとは思えない。
その上流をたどってみると、リレーの回路があった(まぁ無関係かもしれないけど)。
写真 2016-07-12 17 59 19
Taiko製のリレーRABK-4P。見るからに古い。当然型番をググっても何も出ないし、そもそもタイコーはパナになったようだ。
なんか怪しそうなので、とりあえず動作確認してみると、4極中2箇所に接触不良が有り。
接点がグニャっと曲がってて、明らかに触っていない。
リレーの中を分解して、ちゃんと接点が接触するように修復してみた。

明日これでちゃんと動くか確認してみる。直るといいな。
(続く)



プリアンプSR-560のバッテリー交換

写真 2015-12-11 15 08 26 (1)写真 2015-12-11 14 46 06
先日、おじゃんになったプリアンプのバッテリーを交換した。
SR-560の中身のバッテリーはPower Sonic製のPS-1220で、ググると株式会社アイエーテックが正規代理店になっている。1個約6000円。まぁ相場的にこんなもんかな?

ということで予備分も購入し、自分で交換作業を行った。

バッテリーユニット部には3個のバッテリーが連なっており、3個のうち2個のバッテリーが並列接続になっているようだ(たぶん)。交換作業は比較的簡単だが、バッテリーの接続ケーブルの色は極性通りになってないし、バッテリーも(表向いてたり裏向いてたり)色々な方向を向いているので、交換には少々注意が必要であった(3つのバッテリーを繋いでいる終端のケーブルコネクタから+12Vが2箇所から出ていたらOK)。あとはユニットをプリアンプに戻して、交換作業は終了。

動作確認もばっちし。であった。

これ新学術走ってた時に買ったやつなのか。。。もう遠い過去だな。

プリアンプのバッテリーお亡くなり

写真 2015-12-03 16 18 00写真 2015-12-03 16 17 42
SRSのプリアンプSR-560を結構重宝しているのだが、最近発熱が激しくてなんなんだろうと思ってたのだが、気付いたらプリアンプがバッテリー駆動しなくなっていた。

分解してバッテリーを調べて見ると、出力電圧の12Vが全然出ていない。
どうやら中に入っている鉛蓄電池がヘタっていて、充電時にすごく発熱するようだ。
こりゃあかんわ。

一応、バッテリーを外してもLINE電源で動作するみたいだけど、経験上、かなりノイジーになるので、いずれ交換しなくてはいけない。

業者にバッテリーの交換を頼むとボラレそうなので、さーてどうしたものか。。。
とりあえず値段を聞いてみる??

ダイナミックレンジが向上

写真 2015-11-26 16 36 47
また、例の逓倍器ネタ。

仏ABmm社のGoyちゃんのミリ波ネットワークアナライザー(MVNA)では、ミリ波の検出側になるHarmonic Mixer(HM)部は通常ショットキーダイオードが使われているのだけど、逓倍器で140-220 GHzを発振する時の検出部を(新学術領域が走っていた時に購入した)サブハーモニックミキサーで代用した時と性能を比べてみた。

セットアップは思いの他簡単で、MVNAのHMはサブハーモニックミキサーのLOへ、IFは直接MVNA本体のIFポートに突っ込む。サブハーモニックミキサーのLOの適正入力パワーがあるので、減衰器を用いてある程度HMのパワーを調整する必要はあるが、サブハーモニックミキサーは正常に動作した。

結果的に、サブハーモニックミキサー(SHM)はGoyちゃん換算法でダイナミックレンジ120dBまでいった。
写真 2015-11-30 13 38 53
このダイナミックレンジの値がどこまで本当かはおいといて、とりあえず、通常のショットキーを使ったときとサブハーモニックミキサーを使った時と比べて約20dBほど感度がアップしたようだ。これなら有機でも信号出るかも。

ちょっとノイジーなのはホーン使ったせいかな?でも、140-220 GHzまでとてもフラットなのはいい感じである。本来は違う目的でこのサブハーモニックミキサーを購入していたのだが、MVNAを使った測定でも有効活用できる事がわかった。

高周波ESRの感度向上計画の第一段階はひとまず突破。

逓倍器用バイアス電源(最終型)

写真 2015-11-24 12 56 09
こないだのバイアス電源を実戦投入した。最終型はこんな感じ。

見ての通り、下のバカでかい電源に比べて、だいぶコンパクトになったので満足である。
写真では見えないが、BNCコネクタの横に出力ON/OFFスイッチもつけた。
ノイズもきっと大丈夫。

だいぶ逓倍器ネタがつづいたが、たぶんこれで終り。
あとは、次のデータをひたすら出すのみである。


ちなみに、もうひとつのマル秘ESR実験も進行中であるが、予想通りの信号と、理解できない謎の信号が2つ出てきて、ちょっと困っている。今日ディスカッション予定。

逓倍器用バイアス電源

写真 2015-11-10 15 29 26写真 2015-11-10 15 29 40
先日納品された逓倍器がいきなりいい仕事をしてくれた訳だが、この逓倍器、実はバイアス電圧-2.4 Vという微妙な電圧で作動する。

細かい電圧設定ができる市販の電源も使うのもアリだが、電源がバカでかくかつ重いので、自分で専用の電源を作る事にした。
NJR研で昔、逓倍器用の負電圧電源を作った事があるのだが、いろいろめんどくさくて、それなりにでかくなるので、今回は違う方式で負電圧を作る事にした(幸い、RPGの逓倍器はそんなに電流を食わないので、電源をコンパクトにする事に主眼を置く)。

今回の方式はAC-DCコンバータを使って、まず100V ACを+9V DCにして、可変3端子レギュレータLM317で+2.4 V DCに落とし、最後は負電圧コンバータLTC1144で-2.4 V DCに変換させた。他の素子は可変抵抗1個とコンデンサ計4個だけなので、とてもコンパクトに納まった。

それにしても、たったの2個のコンデンサで負電圧に変換できるLTC1144って凄いな。動作範囲も2~18 Vと広く素晴らしい。(秋月電子でまた買わなきゃ)
スイッチング方式なのでノイズの影響を心配したが、逓倍器用の電源としてはなんの問題もなさそうだ。

ただ、LTC1144に使われているコンデンサが10uFと意外にでかいので、ACを切ると、コンデンサに貯まった電圧が正電圧として出てくるようだ。
このACを切った後の正電圧が逓倍器に流れるのも、あんまりよろしくないだろうから、出力用のスイッチも設ける事にした。

7年越しの日曜大工

BlogPaint
これまでミリ波のネットワークアナライザーを使う時に、↑こんな感じ↑で実験していたのだけど、マグネット転倒防止用の板も心もとないし、ミリ波ヘッドが自身の重みとケーブルにひっぱられて徐々に下がってきていたので、マグネット周りを板で補強する事にした。
もともとこれをやりたかったのは、かれこれ7年ぐらい前になるのだけど、ようやく重い腰を上げて実行に移す事にした。

そして、
BlogPaint
まぁ!なんてことでしょう!

転倒防止の板がアルミ枠にがっちり固定されて、ミリ波ヘッドを置く場所もできました。これぞ匠の技(うそ)。
写真 2015-11-06 16 31 56
くそ重い6逓倍とアンプそして先日買った逓倍器が、プローブの導波管に負荷をかけることなく、見事納まる事になりました〜ぁ。

写真では置いてないけど、検波側もクソ重いサブハーモニックミキサを置けるスペースが出来ました〜ぁ。

のこぎりで板切ったりして、久々の重労働、あぁ疲れた。
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