感応膜塗布マイクロカンチレバーアレイと濃縮管を用いた小型高感度化学センサシステムの製作と評価

カテゴリ: 全国大会

論文No: 3-153

グループ名: 【全国大会】平成23年電気学会全国大会論文集

発行日: 2011/03/05

タイトル(英語): Compact chemical sensor system employing micro-cantilever array detectors and a preconcentrator

著者名: 三原 孝士(オリンパス),池原 毅(産業技術総合研究所),昆野舜夫 (産業技術総合研究所),村上 直(産業技術総合研究所),前田 龍太郎(産業技術総合研究所),木村 睦(信州大学),布川 正史(信州大学)

著者名(英語): Takashi Mihara(Olympus FCL),Tsuyoshi Ikehara(AIST),Mitsuo Konno(AIST),Sunao Murakami(AIST),Ryutaro Maeda(AIST),Mutsumi Kimura(Shinshu University ),Tadashi Fukawa(Shinshu University )

キーワード: 化学センサ|マイクロカンチレバー|濃縮管|ポリブタジエン|トルエン|キシレン

要約(日本語): 高感度な質量検出器である感応膜を塗布した複数のMEMSマイクロカンチレバーと、カーボンファイバーを充填した濃縮管、およびサンプルを吸引する小型ポンプを搭載した化学センサーの小型システムを製作した。同一チップ内に作成した3個のマイクロカンチレバー表面に、トルエンの吸着特性に優れた膜厚の異なるポリブタジエン（PBD）膜をマイクロディスペンサーを用いて成膜した。同一パッケージ内に実装した駆動用PZT圧電板によって４次モード（890kHz）で共振周波数と位相をプリセット値を使い、マルチプレクサで切り替えながら自励発振させた。1ppm以下のトルエンとキシレンの希薄混合ガスを一旦吸着管に導いて濃縮し、吸着管を530度まで加熱後その脱離ガスを窒素キャリアガスで検出器に導入してカンチレバの周波数変化を測定した結果、対応する２つのピークが見られた。１０Lのサンプルを5分間濃縮した場合、トルエンで830の高い濃縮率と0.78の高い効率を確認した。また周波数の標準偏差から算出される検出限界は0.6ppbであり本システムが環境モニタに十分な性能を持っていることを確認した。

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 939 Kバイト