Development of a crystal oscillator based chemical calculator with a micro/nano fluidic circuit

• Project/Area Number: 16K13649
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Nano/Microsystems
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Abe Takashi 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: センサ / MEMS / 水晶発振回路 / 液体センサ / 微小流体回路 / 水晶センサ / マイクロ流体回路 / 液体濃度分析 / 化学演算チップ / マイクロ・ナノデバイス

Outline of Final Research Achievements

We developed a crystal oscillator based sensing system with a micro/nano fluidic circuit. This technology enables an estimation of processing result of liquid through the micro/nano fluidic circuit by using a time-series data obtained from single quartz crystal oscillator. Besides, we have optimized resonant characteristics of quartz crystal resonator and the integration on single chip for improving the sensor responses. The developed methods are applied to practical applications such as an evaluation of oil degradation as the demonstration.

Research Products

• [Journal Article] Development of Dual Channel Type Contactless Liquid Sensor using a Quartz Oscillator Circuit (2018)
  • Author(s): 矢田直人，寒川雅之，安部 隆
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines Volume: 138 Issue: 2 Pages: 37-40
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.138.37
  • NAID: 130006329120
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微小流体回路融合型水晶発振回路式容量センサを用いた微小液滴のモニタリング (2018)
  • Author(s): 江端 亮，坂井 了, 寒川雅之，安部 隆
  • Journal Title: 電気学会論文誌E Volume: 138
  • NAID: 130007428905
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of a true-Gaussian-shaped quartz crystal resonator (2017)
  • Author(s): Hiroki Kutsuwada, Sho Watanabe, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
  • Journal Title: Sensors and Actuators A Volume: 260 Pages: 58-61
  • DOI: 10.1016/j.sna.2017.04.019
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 微小流体チップ対応水晶発振回路式液体センサの電極サイズ最適化 (2017)
  • Author(s): 江端亮、坂井了、寒川雅之、安部隆
  • Organizer: 平成29年電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 富山大学、富山県富山市
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 微小流体回路融合型水晶発振回路式容量センサを用いた微小液滴のモニタリング (2017)
  • Author(s): 江端 亮, 坂井 了, 寒川 雅之, 安部 隆
  • Organizer: 第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
• [Presentation] ミネラルウォーターの品質評価のための非接触型水分析センサの開発 (2017)
  • Author(s): 小黒 悠, 矢田 直人, 清水 健司, 寒川 雅之, 安部 隆
  • Organizer: 第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
• [Presentation] 外部磁場を利用した水晶発振回路式濃度センサに関する基礎研究 (2017)
  • Author(s): 富樫 裕基, 矢田 直人, 寒川 雅之, 安部 隆
  • Organizer: 第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
• [Presentation] 検出距離の長距離化のための非接触型水晶発振回路式液体濃度セン サの開発 (2016)
  • Author(s): 南宗君、寒川雅之、安部隆
  • Organizer: 第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • Place of Presentation: 平戸文化センター、長崎県平戸市
  • Year and Date: 2016-10-24
• [Presentation] 機械のヘルスケアモニタリング用水晶発振回路式非接触液体濃度セ ンサの開発 (2016)
  • Author(s): 矢田直人、柳田祐太、寒川雅之、安部隆
  • Organizer: 第33回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • Place of Presentation: 平戸文化センター、長崎県平戸市
  • Year and Date: 2016-10-24
• [Presentation] 水晶発振回路を用いた2チャンネル型非接触液体センサの開発 (2016)
  • Author(s): 矢田直人、寒川雅之、安部隆
  • Organizer: センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • Place of Presentation: 金沢市文化ホール、石川県金沢市
  • Year and Date: 2016-06-29