ガス濃度分布可視化装置を用いたQCMガスセンサの過渡応答解析に関する研究

辻田 亘  中本 高道  石田 寛  森泉 豊榮  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J85-C   No.4   pp.269-276
公開日: 2002/04/01
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Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 有機エレクトロニクス
キーワード: 
QCMガスセンサ,  流れの可視化,  過渡応答,  ニューラルネットワーク,  

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あらまし: 
ガス源探知システムは,様々な場所のガス濃度を移動しながら素早く測定しなければならない.そこで,ガス濃度変化に対するガスセンサの応答・回復遅れを考慮してシステムを設計する必要がある.また,大気中に開放状態で置かれたガスセンサの動的特性をモデル化するためにも,ガスセンサの応答・回復遅れの様子を把握することが必要である.このようなガスセンサの過渡応答解析を行うためには,ガスセンサ上で時間とともに変化するガス濃度を知る必要がある.本研究では,QCM(Quartz Crystal Microbalance)ガスセンサの過渡応答特性を解析するため,ガス濃度の可視化を行った.ホトダイオードをガスセンサに近接して置き,サンプルガスに混入したトレーサによるレーザ光散乱輝度を光学測定することによってガスセンサ上を通過するガス濃度を求めた.そして,ガスセンサ応答と散乱輝度応答を同時に測定し,可視化したガス濃度から2次遅れ系モデルとニューラルネットワークを用いたモデルによってガスセンサ応答を推定した.実測値と推定値を比較した結果,ニューラルネットワークを用いたモデルの方が精度良くガスセンサ応答を推定することができた.