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[[CLIO|{{attachment:CLIO/project/CLIOlogo.png|alt|width="150"}}]]
||<#FFFF77>'''~+ [[CLIO/Meeting|/Meeting]] +~''' ||<#FFFF77>'''~+[[CLIO/Tasks|/Current Tasks]] +~''' ||<#FFFF77>'''~+[[CLIO/NoiseBudgets|/Noise Budgets]] +~''' ||<#FFFF77>'''~+[[CLIO/Technicals|/Technicals]] +~''' ||<#FFFF77>'''~+[[CLIO/SiteInfo|/SiteInfo]] +~''' ||<#FFFF77>'''~+[[CLIO/Plans|/Past Plans]] +~'''||
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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:
=== 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。

 . 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^

 . 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。

 .
Line 9: Line 138:
・CLIO Al wire (9N, dia.=0.5 mm, 20m)届いた <<Anchor(090313)>>
 .
・CLIO Al wire (5N, dia.=0.5 mm, 20m) 届いた
Line 11: Line 141:
・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
 . ・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。
Line 29: Line 151:
・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。 || 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)