2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a compact trace-moisture generator that is capable of rapid moisture-concentration changing
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17K14706
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
天野 みなみ 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80586321)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微量水分 / 湿度 / 水分計測 / 拡散管 / 湿度標準 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレキシブルデバイスの封止膜として用いられる高分子フィルムの水蒸気バリア性評価、新規水分センサの開発や性能試験など、産業・研究の様々な現場において、微量水分領域の湿度を簡易に発生させるための装置が必要とされている。本研究では、物質量分率でppb～ppmレベルの任意の湿度を素早く発生させることが可能な、小型微量水分発生装置に関する研究・開発を行ってきた。本装置は、樹脂製のパーミエーションチューブを水槽に浸し、水槽内の水がチューブの壁面を通って内部に少しずつ浸透してくる現象を利用して乾燥ガスを加湿する。水分透過量と乾燥ガス流量を変化させることで、目的とする濃度のガス中水分を発生させる。平成29年度～30年度には、適当な水分透過量を得るためのパーミエーションチューブの材質の選定、乾燥ガス流量の制御方法の検討等を行なった。磁気吊下天秤を用いて様々な材質のチューブの水分透過量を測定したところ、壁面での水分吸着や密閉性、肉厚の均一性等に課題があることが分かった。そこで令和元年度は、水分発生方法を、パーミエーション法から既に使用経験のあった拡散管法に変更することとした。当初は窒素のみを対象とする予定だったが、他のガス種についても湿度発生装置の需要が高いことが分かったため、アルゴン・酸素・ヘリウムにもガス種を拡張して研究を進めた。ガス精製器の水分除去能力のガス種依存性評価、装置内での水分吸着の影響の評価等を行なった。本研究の結果、上記4種類のガスについて、10 ppb～1 ppmの範囲で任意の湿度発生および発生湿度の素早い切り替えが可能となった。今後は、本装置で発生させた湿度の詳細な不確かさ評価を行う他、水分湿度切り替えのさらなる高速化、小型化に向けて研究を継続していく予定である。
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