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* ニラコ、AL-011385, Φ0.50mm, 99.999%, 3500yen/1m <<BR>>
を使う。
 * ニラコ、AL-011385, Φ0.50mm, 99.999%, 3500yen/1m <<BR>> を使う。 Q値測定に用いる同一ロットのものを、最終段懸架用ワイヤーに使うこととする。
Line 6: Line 10:
Q値測定に用いる同一ロットのものを、最終段懸架用ワイヤーに使うこととする。 === Requirements ===
 . temperature at suspension point: 10K.
 . suspension wire: Aluminum, Φ0.5mm*400mm, 2 loops.
 . Q of wire: 10^4^ --> minimal success 10^3^
 . Q of pendulum: 1.2*10^6^ --> 1.25*10^5^
Line 8: Line 16:
== 2009-03-13 (T. Suzuki) ==
・CLIO Al wire (9N, dia.=0.5 mm, 20m)届いた
=== Discussion on KEK measurements ===
<<Anchor(discuss)>>
 . Date: 2009-07-23 by Uchiyama
 . 下記の測定 (2009-07-21) のQpend at 4K = 7000 から
 . CLIO 懸架時の Qpend,CLIO -> 4.85e+4 になります。
Line 11: Line 22:
・Handy Force Gauge (ALGOL HF-50)で破断応力測定。端は直径6mmのSUS棒に巻きつけた
摩擦とビスでの押さえを使って固定。破断は試験ワイアーの直線部で起こっているので\\

端をつぶした影響は無いと観てよいだろう。
破断時の最大張力を記録して、ワイアー断面積を使って応力に換算。ワイアーが伸びて
直径が小さくなる分は無視している。
Nilaco 5N Al wire dia.=0.5mmは2回測定して、16.5N, 16.4Nだった。破断応力にして
42MPa。
ついでに、他のワイアー(あるいはファイバー)も測ったものを書いておくと以下のと
おり。細いワイアーの直径測定はMitsutoyoのディジタルノギスを使っているが、表示は
0.01mmの桁までなので、この細さのワイアーは誤差が大きいと思われる。
ダイニーマ(高張力ポリエチレン) dia.=0.01mm 破断応力=8.5GPa
カーボンワイアー dia.=0.01mm 破断応力=5.0GPa
W dia.=0.03mm 破断応力=3.2GPa
BeCu dia.=0.09mm 破断応力=860MPa
Super Invar dia.=0.1mm 破断応力=1.2GPa
ヤニ入りハンダ dia.=0.8mm 破断応力=24MPa
 . 現 current best に
 . pure al wire suspension 1 台分の振り子の熱雑音 (m=1.8kg, Qpend=4.85e+4, f0=0.7Hz,T=10K)
 . で計算したものをプロットしました。
 [[attachment:Graph_sens_090723.pdf]]
 . 3.0*10^-20^ [m/rtHz]*(freq/100Hz)^-2.5^
Line 29: Line 28:
・Q測定は調整中。捻れ振動を使う予定。トランスデューサーは静電容量型。  . 2台の振り子を冷却すると sqrt(2) 倍されるので、
 . '''4.2*10^-20^ [m/rtHz]*(freq/100Hz)^-2.5^'''
 . になります。



=== Measured Q values ===
<<Anchor(measured_Q)>>
|| Temperature || Torsion Mode || Pendulum Mode || Dilution factor || expected intrinsic Q ||
|| 300 K || 20 || 470 || 4.3e-2 || || (28) ||
|| 77 K || --- || 5900 || || 350 ||
|| 4 K || --- || 7000 || || 420 ||

 .KEK 実験での dilution factor は CLIO と比して 6.9 倍大きいので
 .1.25e+5 / 6.9 = '''1.8e+4'''
 .が最低合格ラインとしての振り子の Q 値です。
 .--(2009-07-21 の 4K での測定結果は、最低目標ラインの '''1.8e+4''' には
 .届きませんでしたが、惜しいところまでは到達しているようです。by 辰巳)--
 .--> 詳細は [[CLIO/Tasks/AlWireQ#discuss|Discussion]] を参照。
 .
 .[[attachment:dilution_factor.pdf]]
 . '''Dilution factor の実測 4.3e-2 @300K、理論予想値 6.0e-2.'''


=== Setup ===
<<Anchor(Setup)>>
 . 中央のCuブロック~20x20x20 mm、ピンバイスも含めて49g。
 . 両端のおもりはCuP(?)、直径25x10 mm、重量45g。
 . SUS M5 の長ネジとナットで止めています。ネジ部の長さが片側約40 mm。
 . 総重量 160g
 [[attachment:P1080559.JPG]]
 [[attachment:P1080560.JPG]]

=== 2009-07-21 (T. Suzuki) ===
<<Anchor(090721)>>
 . Al Q measurement at 4 K
 . In He gas: 0.01 mbar = 1 Pa
 . Pendulum mode Q = 7000
 . [[attachment:alq_t4_090721_2.pdf]]
 . [[attachment:alq_t4_090721_4.pdf]]
{{attachment:alq_t4_090721_2.png|alt|width="450"}}

=== 2009-07-16 (D. Tatsumi) ===
<<Anchor(090716)>>
 . ''Lost the sensor signal, when we pour liquid He for cryostat cooling''.
 . ''Therefore, we gave up to make an experiment at 4K today''.

 . Al Q measurement at 77 K
 . Pendulum mode Q = 5900
 . [[attachment:alq_t77_090716_1.pdf]] (In He gas: 200 Pa)
 . [[attachment:alq_t77_090716_2.pdf]] (In vacuum: 2.5e-4 Pa)
{{attachment:alq_t77_090716_1.png|alt|width="450"}}

=== 2009-07-15 (D. Tatsumi) ===
<<Anchor(090715)>>
 . Al Q measurement at 300 K
 . Pendulum mode Q = 470
 . [[attachment:alq_t300_090715.pdf]]
{{attachment:alq_t300_090715.png|alt|width="450"}}

=== 2009-07-14 (D. Tatsumi) ===
<<Anchor(090714)>>
 . [[CLIO/Tasks/AlWireQ#Setup|Setup for Al Q measurements]]

 . At 300K in air
 . Torsion mode Q = 20 / Torsion Mode
 [[attachment:alq_t300_090714.pdf]]
 [[attachment:alq_spec_090714.pdf]]

{{attachment:alq_t300_090714.png|alt|width="450"}}

=== 2009-07-09 (T. Suzuki) ===
<<Anchor(090709)>>
 .(1)Al線Q値測定
 . 来週(7/13〜7/17)辰巳さんがKEKに来て実験するため準備中。

 . (2)Al線のRRR
 . 新冨先生に測っていただいた。3本同時測定。Nilacoから購入の99.999%, d= 0.5mm wire。

 . Sample 1 : 常温での振り子Q測定に使った線。一度450gfくらいの張力をかけている。
 . Sample 2 : Nilacoから購入のまま。
 . Sample 3 : Nilacoから購入のまま。

 . 抵抗測定:4端子法、電流=100mA
 . 温度測定:G10基板に付けたSi diode. Lakeshore 218 Controllerで温度直読。
 . 温度制御:均音化のため試料を取り付けたG10基板全体をAl foilでくるむ。
 . 室温は空中放置。4Kは液体ヘリウム中に浸す。

 . 測定結果
 . Sample 1 : R(299.6K)= 13.859mOhm , R(4.068K)= 5.7microOhm -> RRR= 2400
 . Sample 2 : R(299.5K)= 14.01mOhm , R(4.068K)= 6.2microOhm -> RRR=2300
 . Sample 3 : R(299.5K)= 13.95mOhm , R(4.068K)= 6.5microOhm -> RRR=2100

 .(3)温度計配線の温度変化による変形の試験
 . まだ試していません。

=== 2009-06-25 (T. Suzuki) ===
<<Anchor(090625)>>
 . * 300K Al dia.=0.5mm 振り子 Q=400〜450、 捻れ振動 Q=40。

 . 錘 m=49g 、 L〜29cm wire 下端と錘および wire 上端の固定はピンバイスを使用。

 . 同じ仕掛けでサファイア dia.=0.25mm に代えると、振り子でQ=1200, 捻れでQ=450 なので、Alの値は一応300KでのQ値とみて良いだろう。
 写真はAlで吊った仕掛けの外観。 [[attachment:P1080411s.jpg]]

 .
 . * 温度を変えての測定は、7/13の週に辰巳氏がKEKに来る予定なので準備を進める。

 .
=== 2009-03-13 (T. Suzuki) ===
<<Anchor(090313)>>
 . ・CLIO Al wire (5N, dia.=0.5 mm, 20m) 届いた

 . ・Handy Force Gauge (ALGOL HF-50)で破断応力測定。
  . 端は直径6mmのSUS棒に巻きつけた摩擦とビスでの押さえを使って固定。
  . 破断は試験ワイアーの直線部で起こっているので、端をつぶした影響は無いと観てよいだろう。
  . 破断時の最大張力を記録して、ワイアー断面積を使って応力に換算。
  . ワイアーが伸びて 直径が小さくなる分は無視している。
  . Nilaco 5N Al wire dia.=0.5mmは2回測定して、16.5N, 16.4Nだった。 破断応力にして42MPa。
  . . ついでに、他のワイアー(あるいはファイバー)も測ったものを書いておくと以下のとおり。
  . 細いワイアーの直径測定はMitsutoyoのディジタルノギスを使っているが、
  . 表示は 0.01mmの桁までなので、この細さのワイアーは誤差が大きいと思われる。

|| 材質 || Diameter (mm) || 破断力 (N) || 破断応力 ||
|| Nilaco 5N Al || 0.5 || 16.5N, 16.4N || 42MPa ||
|| ダイニーマ(高張力ポリエチレン)  || 0.01 ||  || 8.5GPa ||
|| カーボンワイアー  || 0.01mm  || || 5.0GPa ||
|| W  || 0.03mm  || || 3.2GPa ||
|| Be Cu  || 0.09mm  || || 860MPa ||
|| Super Invar  || 0.1mm  || || 1.2GPa ||
||ヤニ入りハンダ  || 0.8mm  || || 24MPa ||


 φ100mm d60mm のサファイヤ鏡は 1.8kg --> 450g重/wire = 4.5N/wire よって、破断応力の 1/4 程度の応力が働いている。

 . ・Q測定は調整中。
  . 捻れ振動を使う予定。 トランスデューサーは静電容量型。

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方針 (2009/01/08 by 内山)

  • ニラコ、AL-011385, Φ0.50mm, 99.999%, 3500yen/1m
    を使う。 Q値測定に用いる同一ロットのものを、最終段懸架用ワイヤーに使うこととする。

Requirements

  • temperature at suspension point: 10K.
  • suspension wire: Aluminum, Φ0.5mm*400mm, 2 loops.
  • Q of wire: 104 --> minimal success 103

  • Q of pendulum: 1.2*106 --> 1.25*105

Discussion on KEK measurements

  • Date: 2009-07-23 by Uchiyama
  • 下記の測定 (2009-07-21) のQpend at 4K = 7000 から
  • CLIO 懸架時の Qpend,CLIO -> 4.85e+4 になります。

  • 現 current best に
  • pure al wire suspension 1 台分の振り子の熱雑音 (m=1.8kg, Qpend=4.85e+4, f0=0.7Hz,T=10K)
  • で計算したものをプロットしました。

    Graph_sens_090723.pdf

  • 3.0*10-20 [m/rtHz]*(freq/100Hz)-2.5

  • 2台の振り子を冷却すると sqrt(2) 倍されるので、
  • 4.2*10-20 [m/rtHz]*(freq/100Hz)-2.5

  • になります。

Measured Q values

|| Temperature || Torsion Mode || Pendulum Mode || Dilution factor || expected intrinsic Q ||

300 K

20

470

4.3e-2

(28)

77 K

---

5900

350

4 K

---

7000

420

  • KEK 実験での dilution factor は CLIO と比して 6.9 倍大きいので
  • 1.25e+5 / 6.9 = 1.8e+4

  • が最低合格ラインとしての振り子の Q 値です。
  • 2009-07-21 の 4K での測定結果は、最低目標ラインの 1.8e+4 には

  • 届きませんでしたが、惜しいところまでは到達しているようです。by 辰巳

  • --> 詳細は Discussion を参照。

  • dilution_factor.pdf

  • Dilution factor の実測 4.3e-2 @300K、理論予想値 6.0e-2.

Setup

  • 中央のCuブロック~20x20x20 mm、ピンバイスも含めて49g。
  • 両端のおもりはCuP(?)、直径25x10 mm、重量45g。
  • SUS M5 の長ネジとナットで止めています。ネジ部の長さが片側約40 mm。
  • 総重量 160g

    P1080559.JPG P1080560.JPG

2009-07-21 (T. Suzuki)

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2009-07-16 (D. Tatsumi)

  • Lost the sensor signal, when we pour liquid He for cryostat cooling.

  • Therefore, we gave up to make an experiment at 4K today.

  • Al Q measurement at 77 K
  • Pendulum mode Q = 5900
  • alq_t77_090716_1.pdf (In He gas: 200 Pa)

  • alq_t77_090716_2.pdf (In vacuum: 2.5e-4 Pa)

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2009-07-15 (D. Tatsumi)

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2009-07-14 (D. Tatsumi)

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2009-07-09 (T. Suzuki)

  • (1)Al線Q値測定
  • 来週(7/13〜7/17)辰巳さんがKEKに来て実験するため準備中。
  • (2)Al線のRRR
  • 新冨先生に測っていただいた。3本同時測定。Nilacoから購入の99.999%, d= 0.5mm wire。
  • Sample 1 : 常温での振り子Q測定に使った線。一度450gfくらいの張力をかけている。
  • Sample 2 : Nilacoから購入のまま。
  • Sample 3 : Nilacoから購入のまま。
  • 抵抗測定:4端子法、電流=100mA
  • 温度測定:G10基板に付けたSi diode. Lakeshore 218 Controllerで温度直読。
  • 温度制御:均音化のため試料を取り付けたG10基板全体をAl foilでくるむ。
  • 室温は空中放置。4Kは液体ヘリウム中に浸す。
  • 測定結果
  • Sample 1 : R(299.6K)= 13.859mOhm , R(4.068K)= 5.7microOhm -> RRR= 2400

  • Sample 2 : R(299.5K)= 14.01mOhm , R(4.068K)= 6.2microOhm -> RRR=2300

  • Sample 3 : R(299.5K)= 13.95mOhm , R(4.068K)= 6.5microOhm -> RRR=2100

  • (3)温度計配線の温度変化による変形の試験
  • まだ試していません。

2009-06-25 (T. Suzuki)

  • * 300K Al dia.=0.5mm 振り子 Q=400〜450、 捻れ振動 Q=40。
  • 錘 m=49g 、 L〜29cm wire 下端と錘および wire 上端の固定はピンバイスを使用。
  • 同じ仕掛けでサファイア dia.=0.25mm に代えると、振り子でQ=1200, 捻れでQ=450 なので、Alの値は一応300KでのQ値とみて良いだろう。

    写真はAlで吊った仕掛けの外観。 P1080411s.jpg

  • * 温度を変えての測定は、7/13の週に辰巳氏がKEKに来る予定なので準備を進める。

2009-03-13 (T. Suzuki)

  • ・CLIO Al wire (5N, dia.=0.5 mm, 20m) 届いた
  • ・Handy Force Gauge (ALGOL HF-50)で破断応力測定。
    • 端は直径6mmのSUS棒に巻きつけた摩擦とビスでの押さえを使って固定。
    • 破断は試験ワイアーの直線部で起こっているので、端をつぶした影響は無いと観てよいだろう。
    • 破断時の最大張力を記録して、ワイアー断面積を使って応力に換算。
    • ワイアーが伸びて 直径が小さくなる分は無視している。
    • Nilaco 5N Al wire dia.=0.5mmは2回測定して、16.5N, 16.4Nだった。 破断応力にして42MPa。
    • . ついでに、他のワイアー(あるいはファイバー)も測ったものを書いておくと以下のとおり。
    • 細いワイアーの直径測定はMitsutoyoのディジタルノギスを使っているが、
    • 表示は 0.01mmの桁までなので、この細さのワイアーは誤差が大きいと思われる。

材質

Diameter (mm)

破断力 (N)

破断応力

Nilaco 5N Al

0.5

16.5N, 16.4N

42MPa

ダイニーマ(高張力ポリエチレン) 

0.01

 

8.5GPa

カーボンワイアー 

0.01mm 

5.0GPa

W 

0.03mm 

3.2GPa

Be Cu 

0.09mm 

860MPa

Super Invar 

0.1mm 

1.2GPa

ヤニ入りハンダ 

0.8mm 

24MPa

  • φ100mm d60mm のサファイヤ鏡は 1.8kg --> 450g重/wire = 4.5N/wire よって、破断応力の 1/4 程度の応力が働いている。

  • ・Q測定は調整中。
    • 捻れ振動を使う予定。 トランスデューサーは静電容量型。

CLIO/Tasks/AlWireQ (last edited 2009-08-27 18:03:35 by whitehole)