空気環境計測用ガスセンサとそのスマート・インターフェイスの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450169
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 渡辺 健蔵 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (70022142)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 覚美 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (40252168) ; 村上 健司 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (30182091)
• Keywords: ガスセンサ / ナシコンCO_2センサ / NDIR CO_2センサ / 定電位電解式COセンサ / フタロシアニン薄膜NO_2センサ / インピーダンス / 等価回路 / インターフェイス

Research Abstract

固体電解質CO_2センサ、非分散赤外方式(NDIR)CO_2センサ、定電位電解式COセンサ、及びフタロシアニン薄膜NO_2センサとそれらのインターフェイスを開発した。ナシコン固体電解質CO_2センサは3電極構造とし、LiCO_2やCaCO_3の非水溶性炭酸塩を用いてその耐久性を著しく向上すると共に、ドリフトの要因を解明し、インピーダンス測定から内部等価回路を導き、これによってドリフト相殺機構を有するインターフェイス回路を設計した。NDIR CO_2センサは1光源/2受光器構造とし、受光器の温度依存性、光源の経時劣化を相殺する信号処理アルゴリズムを用いて実用上、充分な性能を得ている。定電位電解式COセンサではガス感度とインピーダンスを同時測定できるインターフェイス回路を考案し、インピーダンス測定によって内部等価回路を導き、電極インピーダンスとガス感度とは線型関係があることを見出した。フタロシアニン薄膜NO_2センサに関しては、銅フタロシアニン及びフッ化アルミニウムフタロシアニンの1部をブチル基、あるいはメチル基で置換したセンサの表面微構造を明らかにし、特にメチル基置換フッ化アルミニウム薄膜は1ppm以下のNO_2濃度域で極めて高感度でしかも再現性に秀れた特性が得られることを明らかにした。今後はこれらのガスセンサの実用化研究を進める。

Research Products

• [Publications] Song Chen: "A Nasicon CO_2 gas sensor with drift-detection electrode"Proc, IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. 275-279 (2002)
• [Publications] Q.Xiang: "NO_2 gas sensing properties of substituted alluminumfluoro phthalocyanine thin films"Chemical Sensors. 18. 148-150 (2002)
• [Publications] Q.Xiang: "Aluminumfluoro phthalocyanine thin film-based NO_2 gas sensor"Proc.7th Joint Int.Conf.Advanced Science and Technology. 432-435 (2002)
• [Publications] Song Chen: "A simple, low-cost non-dispersive infrared CO_2 monitor"Proc.Sensors for Industry Conf.. 107-110 (2002)
• [Publications] Song Chen: "A Nasicon CO_2 gas sensor with drift-detection electrode"IEEE Trans.Instrumentation and Measurement. (to be published).