[S-CG55] 海洋底地球科学

[SCG55-P32] 室内実験にもとづくRBR社製海底水圧計の確度および精度の定量評価

*鈴木 秀市¹、佐藤 真樹子¹、太田 雄策¹、梶川 宏明²、小野寺 知美¹、阿部 隆行¹、齋藤 一真¹、藤井 登¹、髙橋 直生¹、日野 亮太¹ (1.東北大学　理学研究科、2.国立研究開発法人産総技術総合研究所　計量標準総合センター)

キーワード：海底圧力モニタリング、センサー精度評価、耐圧容器の開発

東北大学大学院理学研究科地震・噴火予知研究観測センターでは、2008年以降、宮城県沖を中心とした日本海溝および千島海溝における海底上下地殻変動の把握を目的として、海底水圧観測を継続している。
この観測では、高精度のParoscientific社製 Digiquartz Series8B（以下、Paroscientific社製センサー）を使用している。同センサーはチタン製の耐圧容器に格納され、空中重量3.4 kg、水中重量2.8 kg、水深7000 m（70 MPa）までの環境で高精度な水圧観測が可能であり、これまでに多くの実海域で使用されてきた。しかし、データロガーを含むシステム全体の消費電力が比較的大きいため、長期間の海底観測を妨げる要因となっている。また、センサー自体の調達コストが高い点も課題である。
一方、近年、地球科学用途を視野に入れた低コストの水圧センサーが登場している。その一つが、RBR社製 Duet3T.D.（以下、RBR社製センサー）である。同センサーは空中重量0.4 kg、水中重量0.07 kgと小型軽量であり、センサーとデータロガーが一体化することで低消費電力を実現している。また、Paroscientific社製センサーに比べて低価格であるが、精度・確度に関する評価は不十分である。そこで、RBR社製センサーの精度を評価するため、室内印加実験を実施した。
RBR社製センサーは、受圧部がセンサー筐体の外側に取り付けられているため、圧力配管を直接接続しての試験ができない。そのため、印加実験にはセンサー全体を封入する耐圧容器の作成が必要となった。そのため、2021年8月に東北大学大学院理学研究科機器開発・研修室の協力のもと、プロトタイプを製作した。さらに、安定した試験環境を確保するため、2023年11月には改良版（Ver.2）を作成し、2024年6月にはさらなる圧力性能向上を目的としたVer.3を完成させた。
Ver.3では、圧力媒介を真水からセバシン酸ジオクチル変更し、加圧効率向上のために容器内の容積における空隙率を33.6％（Ver.2）から22.6％へと低減した。この耐圧容器を用いた加圧実験を産業技術総合研究所（産総研）の圧力標準器で実施し、恒温水槽で温度環境を一定に保ちながら、RBR社製センサーの圧力計測精度を定量的に評価した。本報告では、その結果について述べる。