エバネッセント圧電場を用いた複素誘電率分布測定装置の開発

利用倏逝压电场开发复介电常数分布测量装置

• 批准号: 14750345
• 负责人: 近藤 淳
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750345/
• 关键词: 弾性表面波; 圧電結晶; 圧電ポテンシャル; 音響電気相互作用; 混濁液測定; 絵の具の識別と評価; センサ部加熱効果; 固体球の測定; 液体自動計測装置; 複素誘電率; ミネラルウォータ; 天然塩

圧電結晶を伝搬する弾性波は,圧電効果による静電界を伴って伝搬する.本研究では,弾性表面波(SAW)伝搬に伴う電界が結晶外に染み出すことを利用し,結晶近傍の誘電率分布を計測する装置の開発を目的とした.本研究では,染み出した電界のことをとくにエバネッセント圧電場と呼んでいる.本年度の研究では,(1)微粒子が液体中に存在する懸濁液として絵の具の測定,(2)液体自動計測装置の改良を行った.(1)は新しく取り組んだ研究課題である.絵の具/水溶液に含まれる顔料のセンサ表面への堆積は,質量変化としては捕らえることができない.しかし,界面の複素誘電率が異なるため,エバネッセント圧電場を用いると測定できることを実験により明らかにした.また50wt%を境にしてセンサ応答特性が大きく変わることが分かった.これは,水の中に絵の具が含まれている状態および絵の具の中に水が含まれているでは,試料の複素誘電率分布が大きく異なることを意味している.このようなことは,これまで弾性波を用いたセンサで見られたことはなく,エバネッセント圧電場によりはじめて見出された現象である.(2)はこれまで用いてきた液体自動計測装置とエバネッセント圧電場による液体測定システムの研究の継続である.従来,導電率が高い液体の測定には時間がかかり(試料によっては3時間)有効ではなかった.そこで,新しい手法として,センサ部の温度を変化させることを試みた.センサ部を試料液体よりも高温にすることにより,フローセル内で温度勾配が生じる.この温度勾配により物質の拡散時間が変わることを利用した測定法である.恒温槽を利用してセンサ部を間接的に加熱し,温度によるセンサ応答の違いを調べた.その結果,センサ部の温度が30度から40度に保たれているときが最適であることを見出した.本研究により,エバネッセント圧電場により界面の新しい知見が数多く得られた.

The voltage crystal moves to the ground, and the voltage crystal moves to the ground. The purpose of this study is to develop a device for measuring the electrical conductivity distribution near crystals by utilizing the surface acoustic wave (SAW) transmission and the electrical conductivity distribution outside crystals. In this study, the electric field of the electric field was studied. This year's research focuses on: (1) the measurement of the presence of fine particles in liquid suspensions;(2) the improvement of liquid automatic measurement devices. (1)New research topics. The pigment in the aqueous solution is deposited on the surface of the pigment, and the mass changes. The complex inductivity of the interface is different, and the voltage field is measured. 50wt% of the total number of people in the city. The distribution of complex inductivity of the sample is greatly different from that of the sample. This is the first time I've ever seen an electric field. (2)In response to this question, the automatic liquid measurement device and the research on the liquid measurement system were developed. The conductivity of the liquid is high, and the measurement time is high (the sample is high). The new method is to change the temperature of the part of the body. The temperature of the sample liquid in the sample part is high, and the temperature in the sample part is high. The temperature and dispersion time of the substance are determined by the method. Thermostat bath is used for indirect heating, temperature adjustment and temperature adjustment. As a result, the temperature of the bottom part is 30 degrees and 40 degrees. In this study, we found that there were many new findings on the interface of voltage and electric field.

项目成果

J.Kondoh et al.: "EVALUATION of Natural Mineral Water samples Using Automatic Liquid MEASUREMENT System with SH-SAW Sensor"The 4^<th> Acoustic Wave Sensor Workshop. (Accepted for presentation).

J.Kondoh 等人：“使用带有 SH-SAW 传感器的自动液体测量系统评估天然矿泉水样品”第 4 届声波传感器研讨会。

J.Kondoh et al.: "Identification of Electrolyte Solutions Using a Shear Horizontial Surface Acoustic Wave Sensor with a Liquid-flow System"Sensors and Actuators B. (In press).

J.Kondoh 等人：“使用带有液流系统的剪切水平表面声波传感器识别电解质溶液”传感器和执行器 B.（正在印刷中）。

近藤 淳 他: "液体フロー系弾性表面波センサシステムを用いたミネラルウォータ計測"電子情報通信学会超音波資料. US2002-32. 31-36 (2002)

Jun Kondo 等人：“使用液流表面声波传感器系统测量矿泉水”IEICE US2002-32 (2002)。

J.Kondoh et al.: "Flow Injection System with Surface Acoustic Wave Sensor for Liquid Measurements"Abstaract Book of International Meeting on Chemical Sensors 2002. 368-369 (2002)

J.Kondoh 等人：“用于液体测量的带有表面声波传感器的流动注射系统”化学传感器国际会议摘要书 2002. 368-369 (2002)

J.Kondoh, K.Takahashi, Y.Matsui, S.Shiokawa: "Evaluation of Natural Spring Water Using Automatic Liquid Measurement System with SH-SAW Sensor"Proc.IEEE Sensors 2003. 952-955 (2003)

J.Kondoh、K.Takahashi、Y.Matsui、S.Shiokawa：“使用带有 SH-SAW 传感器的自动液体测量系统评估天然泉水”Proc.IEEE Sensors 2003. 952-955 (2003)