ICP-OESによる有機溶媒測定

ICP-OESというと、硝酸など水ベースでの測定がメインである。

しかし、エンジンオイル中に分散される金属粉（摩耗分）などを見るために、オイルの測定が必要になるケースも存在する。

例えば、オイル中の金属を見ようと思うと、通常はオイルを酸分解（例えば硝酸と過酸化水素を加えて煮る）して、水溶液化してから測定といった手法がある。しかし、可燃物に酸化剤を混ぜるのでちょっと危ないし、希釈されるので感度も低下する。

じゃあ、オイルをそのまま測定しようじゃないか。と思うが、オイルは粘土が高いのでうまくいかない。このため、キシリレンで希釈して粘性を下げてネブライザで霧にし、ICP−OESするが、キシレンが劇物に該当する薬品なのでやりにくい。

最近、ケロシンで希釈してICP-OES測定できるらしいので、色々やっている。問題があるとすると
・プラズマ中の煤によるバックグラウンドの増大（煤が黒体放射で光るので、広い波長でバックグラウンドが上がる）
・有機物由来の煤がインジェクタに堆積して障害となる（伝導体なので、プラズマインピーダンスに影響する）

酸素を導入してみたりするが、煤発生領域をインジェクタの先端から遠ざけるのが良さそうなので、補助ガス流量を増大してみるのが良さそう。

PerkinElmerの英語の資料によると、インジェクタとプラズマは2mm程度離れるくらいの補助ガスが良いと書かれてもいる。

ステッピングモーターの出力

メモであるが、ASX-280のXYテーブル駆動用のステッピングモーターの出力を調べないと行けない。出力40W以上のモーターで駆動される装置はちゃんとした保護枠などが必要らしいので。

ステッピングモーターは消費電力からパワー計算出来ないので、モーターのスペックシートを見て、トルクカーブから出力を計算してみた。

最大でも15Wくらいなので、問題ないな。

 

https://www.linengineering.com/products/stepper-motors/hybrid-stepper-motors/4118-series/4118S-04P

rpm	Nm	Power(W)
100	0.258	2.70
200	0.256	5.36
300	0.251	7.88
400	0.245	10.26
500	0.2365	12.38
600	0.2232	14.02
700	0.2	14.66
800	0.17	14.24
900	0.145	13.66
1000	0.127	13.30
1100	0.113	13.02
1200	0.102	12.82
1300	0.096	13.07
1400	0.093	13.63
1500	0.088	13.82

 

 

TELEDYNE

テレダインのロゴの入ったものが入荷してきた。

Teledyne LeCroyはオシロスコープで有名だが、Teledyne CETACという会社のものが来た。

こういうやつ。オートサンプラーといって、試験管にチューブを突っ込んで順次吸い上げてくれるものである。

手動で、順次切り替えると２分か３分ごとに手を動かさないといけないけど、自動でやってくれるのでサンプルが１００個あっても順次装置に送り込んでくれて便利である。買ったのはASX-280というもので、１２０個の試験管まで載る。

 

 

これにハミルトンの電動シリンジをくっつけたものも発売されていて、希釈作業が行える。

 

任意の体積の液体を吸って吐き出し、そこに別の液体をまた任意の量吸って吐き出すことができるので、希釈というプロセスをすべてカバーできると考えた。

液体Aから0.1mlとって、液体Bから0.2mlとって、合計が10mlになるように液体Cを足す、みたいなことができるのだが、なれるまでちょっと時間が掛かりそうだ。

吐出を勢い良くやると試験管の底で液体がUターンして上に吹き上がるので、吐出量はちょっと調整する必要がある。

失敗したくないので、ゆっくりでもいいから、吐出を控えめにしようと思ったが、今度はノズルの先端に液滴が残るなどのこともある。いい塩梅を見つけるのに苦労するぞ、これ。

ICP-OES

ICP-OES導入に関わったので、いくつかメモを残しておく。

ICP-OESはアルゴンプラズマに霧状にした液体（測定対象サンプルを含む）を導入し、炎色反応を見る装置。濃度と発光強度に相関がある（多くの場合ではリニア）ので、ここから濃度を算出するものである。

【原子吸光】
ICP発光よりも安価な装置にフレーム原子吸光というものがある。炎の中にやはり霧状にしたサンプルを入れ、炎の中に導入し、原子化し、そこに測定対象元素の光を入れて光の吸収を見るもの。こちらは分光器が必要ないので、装置そのものが安価らしい。水銀計測は水銀ランプ光源で良いので、あまり特殊な光源が必要ないというメリットがあるかも。

ホロカソードランプ（Hollow Cathode Lamp）という重水素ランプにちょっと測定対象元素を添加すると、元素の発光が得られる（例えばナトリウムなら黄色の単色光が得られる、非常に波長選択性の高い光が）。これを炎に通すと炎の中の原子が吸収、減光するのでその減光具合から濃度が分かるというものである。対象元素の数だけホロカソードランプが必要という欠点があるものの、対象元素が少ない場合は安価に測定できる。

最近はグラファイトファーネスの固体原子吸光なるものも出てきているが、これは噴霧系じゃないのでまた別かなあ。

 

【ICP-OES】
世界最大手はPerkiElmerのようだがAgilentもなかなか強いかもしれない。他にもThermoFisherやSPECTRO, AnalytikJena、日本では島津製作所、堀場製作所、日立ハイテク（もともとSIIかな）なども作っている。日本法人はそれほど規模が大きくなく、Agilentのほうが規模が大きい。なので、日本で買うならアジレントでいいような気がする。アジレントはHPが充実していて、初心者からある程度理解できるようなページになっている。
ちなみに、PerkinElmerの装置を導入しました。

ICP-OESはおおよそ180nm〜800nmくらいの波長の光を分光器でわけ、波長を0.001nm刻みくらいで測定して、原子発光の輝線を分ける。

分光器（と検出器の組み合わせ）により、マルチとシーケンシャルに分かれる。

・シーケンシャル：
分光器や検出器を動かしながら（通常は分光器が動く）で波長スキャンをかけながら発光強度を得ていくもの。全波長スキャンするのには時間がかかるが、分光器と検出器がやや安価なので、装置が安い(島津製作所 ICPS-8100、日立PS3500DDII,堀場Ultima Expartなど）
昔はフォトマルチプライヤーで検出していたが、最近はCCDアレイやCMOSアレイで検出するので波長スキャンしないものも出てきている(PerkinElmer Avio220Max)
大型の分光器を搭載しやすいので、波長分解能に優れる（とされてきた）。

・マルチ：
特殊な分光器を搭載し、分光された光を折り返し、二次元にすることで、全波長帯を一度の撮影で得るタイプ。
https://scied.ucar.edu/image/sun-spectrum

ちょっと分光器と検出器が特殊なのでやや高くなるが、メリットは測定時間の短縮化。元素が増えても測定時間は一定なので、数こなしていくならこちらこちら。ほとんどのメーカーがマルチタイプを販売している。

かつてはシーケンシャルタイプのほうが分解能が高く、ここがメリットとも言われていたが近年のマルチは特に問題なく波長分解できるので、よっぽど特殊な組み合わせで無い限りは大型分光器は必要なさそう。

・その他：
SPECTRO ARCOSは面白い形式で、分光した先に多数の検出器を並べておくというスタイル。XRFにも同じ原理の装置がある。測定時間短時間化がメリットだが、マルチタイプに勝るメリットがあるかというと感度、かな。

 

 

アジレントのよいところ、オプションのSKDを購入すると、装置の制御がほぼすべて外部から可能なので、測定システムを作るときには都合が良い。

パーキンの良いところ、Avio220は完全停電からの復帰が早くて良い。

 

また書く。

メモ（保育園運動会の一部）

保育園イベントのメモ

 

綱引き要領
3歳組、4歳組、5歳組、6歳組の４チームをトーナメント対戦し、３回試合を行う。

協議終了（勝敗判断）判断
ルール：綱を2m引っ張った方を勝ちとする。また１分間の時間内に勝敗がつかない場合は優勢な方を勝ちとする。
（日本綱引き連盟では4m引いたら勝ちだが、小学生は2mの場合が多いようだ。無理しない距離にしたい）
違反行為：おしりをつける、スパイクシューズ着用、素足

役割：
・審判、司会、タイムキーパー（１名）
　全体誘導のアナウンスなどの司会
　トーナメント表の作成印刷、勝敗の判断
　（pdfで作って保育園のA3プリンタ借りる？）
　制限時間１分の計測（ストップウォッチあり）

・綱用意、片付け（２名）初回の綱位置調整と、終了後の綱片付け
　試合開始前に綱を引き出し、中央位置を確認する
　勝敗ラインの線引き？

・選手誘導係（各クラス役員または競技選手代表、各クラス２名）
　クラスの選手に声をかける（声がわからないと声掛け難しい）

備品（保管場所）：
・トロフィーと短冊（コピー室）
・ストップウォッチ（コピー室）
・父母会旗（プレイルーム※）
・父母会はちまき（プレイルーム）
・つな（北東倉庫）
※他の運動会備品と一緒に保育園が倉庫からプレイルームに移動

協議段取り（優勝トロフィーその後の扱い）
１．トロフィーなどは放送テントに事前に準備
２．綱のセンターを所定の位置に揃える（綱の両端に２名、中央確認に１名）
３．選手入場と整列（司会がアナウンスし、各クラス役員 or 代表が選手に声をかける）
４．選手が並んだら一礼して競技開始（司会）
５．勝負がついたら一番後方の選手に綱の位置を中央に戻してもらい、次の選手入場へ
　　センターライン、勝敗ラインが消えていたら審判が書き直す
　全チーム終了まで、３に戻って繰り返す（決勝後は綱戻し、千引きなし）
６．決勝戦終了したら、優勝チームにはその場で待機を依頼。
　　トロフィー短冊にチームを書き込み、優勝チームに表彰式で渡す。
　　（その間に綱の回収を実施）
　　
７．優勝トロフィーは各クラスの前に１週間程度掲示し、コピー室にしまう。

CX-5 11年9万km少々

2013年に買ったCX-5にのって10年経過した。特に大きなトラブルもなく（とかいいつつオートマ交換したな）、ここまで来ました。

さて、リアのダンパーからのオイル漏れ、フロントのなにかのブーツが破れているのでロアアームassy交換などで、27万円ほどの出費がありましたが、無事に車検と通過しました。来年から自動車税が増えるなあ。

足回りの部品が交換されて気がついたのは、地面からの入力がややソフトになった点。細かくコツコツとした入力があったのが、マイルドになった気がする。ゴムが固くなっていたのだろうな。

ディーゼルエンジンなので、EGRクーラーやインマニはすすだらけだと思うので、一度清掃をやってみたいところである。

OS更新

使っているOSがアップデートどうですか？と出てきた。
現在Ubuntu 23 LTSなのだが、24に更新してみようかな。

アカデミア

日本の大学の先生の給与が低いのではないかと漠然と思っていたが、他企業の研究者と話してやはりそんな話になった。教授がどの程度の給与水準かはわからないが、2000万から2500万円くらいの給与水準が必要なんじゃないかな。

企業の努力として技術を量産に持ち込み市場に供給するところがあるが、この技術そのものを発見したり発明するのは大学などの先行研究の「アタリ」に依存するところがあると思っている。　

個人的に考えている研究には次の２つの大別があって
・アカデミック側（科学）
・エンジニア側（工学）

アカデミック側としてはコスト度外視で実現可能な技術が存在するのか、それを実現する科学技術はなにかといったところを見ていくものだと思っている。何かが起こっているその背景にあるサイエンスはなにかを突き詰めていく領域。

エンジニア側としては、一定の開発コスト制約のもと、一般社会が受け入れ可能なコストで製品を量産していくことと思っている。

 

アカデミック側は実現可能かの約束は必要とせず、100に一つ、1000に一つ、あたり技術があったら大発見な領域で、コストとしては大きいだろうが、ある人の気づきや好奇心、それを支える根気が新しい領域を開拓していくと思っている。この領域への投資はやはり国家レベルでやっていかないといけないように思っている。あたりを探すための投資であって、これはコスパといった議論を持ち出すべきではない領域だと思っているし、本当にこうした新規開拓に向いている人を確保するためにはアカデミア領域への高給配備が必要だと思っている。工学領域を前提にしているが、これが食料関係の開発だったら新しい品種の農作物を開発できたらどれほどの命を救えるのか。

エンジニア側としては、スマホが１００万円じゃ普及しないので、ある程度安価な製品を生産できるようなところを目指すので、どうしてもコスパといった概念が出てくるし、必要なことなので、必要なことだと思っているが、これはアカデミアではなく、エンジニアのやること。エンジニアが拾ってくる種をアカデミアが作っていけないと将来芽吹くものがなくなってしまうように思っているし、そのそのアカデミアの貯蓄が尽きつつあるように思う。芽吹かなかったから無駄だとは思えず、その過程で気がついたことや、新しく気づくことがあるので、「あることを極めよう」というマインドには副次的な作用があるはず。最近のノーベル賞受領もうっかりから新しい発見があることがあるように、正攻法では無いところにヒントがあることも多いと思うが、これは日々やっていないと気が付かない領域。

 

ふと思うのだが、ある程度豊かになってくるとあまりそれ以上を望まなくなってきて、１０年２０年先のことを考えにくくなるのでは無いかとも思っている。例えば日本は戦後のどん底から這い上がってきたとき、１０年先、自分の子供世代の４０年先に明るい未来を感じて頑張ってくれた先人が多数いたと思うし、それを引っ張る人たちには例えば軍の開発を文字通り命がけで実施していた人が多く教鞭を採った時代だったように思う。

現在、ある程度不自由のない時代だと思う。自分が食べるのに困らないような時代の生まれなので、子供の世代も同じように生活できるという漠然とした期待があるようにも思うが、生き残るためにはどうしても競争があって、他国に負けてしまうと、食料を買い負けて困窮することも十分考えられる（国内の食料自給率を見ると、経済力減衰は結構やばくて、食べるに困るが現実になるかもと思ってる）。実際地下資源、農作物をそれほど多く生産出来ない日本は技術で競り負けることが危険である。

科学も技術も死屍累累の上にあることを前提に、この領域に国家が投資をしてほしいと思っている。

 

一つ難しいのは、大学は教育機関なのか、研究機関なのかの千引である。個人的には大学までは教育機関で、大学院以降は研究機関であって良いと思っている。大学院時代は研究手伝って給与が出ない大学院生微妙だなとも思っていたのではあるが、なんとなく大学院に行ってしまう環境も微妙な気がする。

大学まではやはり学生にどのように学問が重要で面白いことなのかを伝えて行くことに強い先生が必要だと思う。面白いんだという気づきを与えられる人材がほしい。研究が得意じゃないけど、こうした講師活動に向いている人材発掘も必要だろう。こうおもうと「講師」というのも大事な仕事だが、この点はあまりフォーカスされていないように思う。Youtubeにヨビノリという方がいるが、この点を説明していて確かにと思った。大学は人気講師を予備校に給与で競り負けないようにしてほしい。

 

教鞭を取るという面、研究を進めるという面、この両方に必要なことが何かを考えていくことが１０年後２０年後、ひいては１００年後の国力にもつながっていくように思う。

大学教授は７万人もいるらしい。彼らに2000万円/年の給与を出すには、4000万円/年くらいの予算が必要であろう。2.8超円の予算か。国民一人年間１.5万円の負担くらいかな。

コメント規制

変なコメントが入るようになったので、コメントを承認制にしました。

シャント抵抗

電流検出のためのシャント抵抗というものがある。

1mΩなどの抵抗で流れる電流をIRドロップにより検出するものだ。

先日横浜エレクトロニクスという会社の製品を見た。表面実装（SMD, Surface Mout Devide）の抵抗体は通常表面（実装したときの最表面）にあるのを裏面（基盤側）にすることで、寄生インダクタンスを抑制するといったものだった。とても興味深いのは、SMD抵抗の高さがインダクタンス成分に結構影響するような状態であることだった。

 

ついで、大電流用のシャント抵抗は電流による発熱がバカに成らないらしく、抵抗体の温度係数が邪魔なときがあるようだ。サーミスタとか、ダイオードとか温度依存性のあるデバイスを隣接させてうまく温度補償ができたら面白いなと思った。

こういったデータがあるので、なんとなく温度にリニアな感じである。そうなると、こいつを相殺するような温度係数を持つデバイスをくっつけてあげたら、温度補償できるのでは無いだろうかと。

 

設計する側からすると温度補正の演算をせずに、素直にIRドロップだとみなせるような設計ができるといいのだが、そんなにうまいこと行くようなデバイスあるかなあ。ミリΩレベルのサーミスタ作れたら補償できるかな。

 

住まい

実家から離れたところでマンションを買った。中古で。

親元を離れ、子育てをしていると思うが、親は色々頑張ってくれてたんだなって思う。生きているうちに孝行しないといけないなと切に思う。

現在中古マンションを購入して生活しているが、ある程度老朽化してきた段階を考えると、マンションがいいのか戸建てがいいのかと再度考えることが多い。

 

戸建ての良い所は、決定権がすべて自分にある所である。修繕やら改造やら誰も反対しない。

マンションの良い所は、セキュリティーが良かったり、天井が熱くないとか、売却しやすいとかかな。

 

戸建ての悪いところは余り思いつかないが、都会だと土地が高いと言った所か。

マンションの悪い所は、経年劣化の修繕が高額なので年数が経過するほど維持管理にコストがかかっていくこと、建て直しが大掛かり過ぎて誰も判断できなくてどこかで詰みそうな所。

 

友人と話して思うのだが、家は二度立てろみたいな格言があるようで、確かにと思う。戸建てもマンションも住んで見ないとわからないことがあるので、色々経験しないといけないなと。
戸建てを買った友人は、風呂などにもう少しコストをかければ良かったとか、それなりに思う所があるようだ。

 

築２０年ほどのマンションを買って思うのは、
・１０年くらいのマンションを中古で買って生活の上で必要なことを把握する
・ある程度生活の理想や、子供の成長で部屋がほしいみたいな具体的な生活が見えてきたら戸建てに引っ越し
　（当該時期にマンションの資産価値が高いという期待による）
・戸建てかっていい感じに生活する
　（子供が独立したら、あとは自分の城になる、な感じ）

なのかなー。

ステンレス包丁

ステンレスの包丁を買った。安田刃物の関虎徹V金10号三徳包丁180mm

8360円なり。

同梱されていた説明書に720HVと書いてあり、61HRCほどの硬さであることがわかる。職業柄HVのほうが理解しやすい。

切れ味は、思いの外というか、だいぶよくて、結構すっと切れていく。刃先がとても鋭利というわけではないのだが、刃がスルスルと入っていく感じ。不思議である。

まあ、いままで使っていた2000円くらいの包丁よりはだいぶいいだろうな。

 

鍔のところを見ると鍔は接合で別の材料を持ってきているようだ。もうちょっと高い包丁だと鍛造で盛り上げていたりして刃物と鍔の隙間がないものがある。ここに塩が溜まったりして錆びてこなければ良いが・・・

メモ ステンレス包丁の組成

ステンレスの包丁を選ぼうと思っているが、組成が気になった。
だいたい炭素１％の材料で、炭化物吐き出しで固くなる類のものを使っているようだ。

	C	Mn	Si	Cr	Mo	V	Co	Ni	Cu
V10	0.95-1.05	0.3-0.5	<0.35	14.5-15.5	0.8-1.2	0.25-0.35	1.3-1.8	<0.25	<0.25
銀3	0.95-1.1	0.6-1.0	<0.35	13.0-14.5
V1	0.95-1.05	<0.5	<0.5	13.0-15.0	0.3-0.5			<0.25	<0.25
AUS10	0.95-1.1	<1.0	<1.0	13.0-14.5	0.1-0.3	0.1-0.25		<0.50

IIRフィルタの位相

FFTフィルタではなく、IIRフィルタを使った場合のLPFを試してみた。

次数が大きくなるほど位相遅れが大きくなり、下記では12次までやってみたが、14次は計算が破綻した（位相が１周ひっくり返るからかな）

 

例えば２次だと普通に２次のLPFですね（下はFFT後の縦軸がdBになってないです）

８次のフィルタだと位相は反転しているくらいの遅れが見られますね。ふむふむ。

FFTフィルタの位相シフト

FFTして周波数帯域をカットしてからの逆FFTで信号を戻す作戦。

単純な波形においては問題がなさそうである。

3倍高調波である75Hzまで入れると・・・（カットは100Hzで）
25Hzも75Hzも大丈夫そうな感じではある。