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水晶発振式

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水晶発振式

水分測定用の水晶発振子(振動子)マイクロバランス(QCM)テクノロジーは、吸湿性コーティングされた水晶発振子の周波数の変化を、水蒸気に対して特定の感度で監視することをベースとしています。水晶発振子に水蒸気が大量に吸着すると、有効質量が増加し、水蒸気圧に正比例して結晶の共進周波数が低下します。この吸着プロセスは可逆的であり、長期的なドリフトの影響がないので、高い信頼性と再現性のある測定が可能になります。

水晶発振式水分測定の動作原理

プロセス水分計テクノロジー
水晶発振式水分測定は、原理的に精度が高く、汚れの影響を受けにくい、歴史の長い測定技術です。

静電容量式露点計や鏡面冷却式露点計ではなく水晶発振式水分計を選択しているのでしょうか?

水晶発振式のポイント
測定方式
水晶発振子(振動子)は、半導体より古くから利用されている技術です。
自動校正
高い信頼性を維持するために完全に独立された校正システムを搭載しています。センサー性能を確認するために定期的に校正が行えます。
応答速度
QCM技術により水晶発振子の表面に汚れが付着しにくくなり高速応答を実現。
T63<ステップ変化(両方向)を2分以内
T95<ステップ変化(両方向)を5分以内
精度
水分含有量を直接測定するため、±10%RDG(0.1~500ppmV) を実現
長期安定性
QCM技術は、一貫して安定した測定を可能にします。
ガス種
さまざまなガスアプリケーションおよびガス種に対応
水晶発振式テクノロジー

ミッシェル社のQCM(The Quartz Crystal Microbalance)技術は、センサークリスタルへの外部からの影響(温度や経年変化など)を補償するためにセンシングチャンバー内にセンサークリスタルを2つセットしています。

クリスタルコーティング図

水分計測におけるQCM技術は、水分に感度を持つポリマーコートされた水晶発振子の発信周波数変化をモニタすることをベースとしています。
コーティングされた水晶の表面に吸着した水分は、水晶の有効物質量の増加を引き起こし、発進周波数を減少させます。これは水の蒸気圧力と比例し、吸着プロセスは長期ドリフトが無く完全に復元性が有り、計測の高い信頼性と再現性をもたらします。


トレースレベルでの高速応答性は、適切にポリマーコーティングされた表面からの水分吸着/脱離により実現します。

ミッシェル社の水分検出テクノロジー

ミッシェル社の先進セラミック水分センサーは、ベースとなるセラミック基板上に多孔性の非導電活性レイヤーが挟み込まれる“サンドウィッチ”構造になっており、この多孔性レイヤーに水分が吸着されます。この活性レイヤーは、1μと超薄膜構造で0.1μ以下のポーラス(孔)を通して、水分が電導性レイヤーに接触し、水分の吸着/脱離に素早く反応して回路上のインピーダンス変化より正確な水分濃度を検知します。