環境測定裝置以及環境測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及環境測定裝置W及環境測定方法。
【背景技術】
[0002] 在工廠W及辦公樓等建筑物內部設置有服務器W及電子計算機等電子設備。有時 在設置有電子設備的環境中，包含硫化氨氣體、二氧化硫等腐蝕性氣體。存在腐蝕性氣體腐 蝕形成電子設備的金屬等部件，使電子設備的性能劣化，并使電子設備不能夠工作的擔憂。 為了保證電子設備的良好的工作，優選在電子設備的設置的前后持續地監視設置了電子設 備的環境中的腐蝕氣體。
[0003] 作為監視腐蝕氣體的傳感器已知有QCM(如artz化ystal Microbalance:石英晶 體微天平）傳感器。QCM傳感器是具有石英振子和形成在石英振子的表面的電極，并利用電 極的質量由于腐蝕而增加和與該腐蝕量對應地石英振子的振蕩頻率減少的性質的質量傳 感器。QCM傳感器能夠W極高的靈敏度檢測出石英振子的振蕩頻率的變化，與使用掛片法等 其他的測定法的傳感器相比較能夠進行短期間的測定，所W采用QCM傳感器作為環境測定 裝置。
[0004] 專利文獻1 :日本特開2001 - 99777號公報
[0005] 如上述那樣，QCM傳感器將由于腐蝕而增加的電極的質量的增加量轉換為振蕩頻 率的變化量進行測定。然而，QCM傳感器的振蕩頻率不僅由于電極的腐蝕而變化，在環境中 存在的稱為顆粒的粒子附著于QCM傳感器的情況下也變化。并不容易基于QCM傳感器的振 蕩頻率來判定QCM傳感器的振蕩頻率的變化是電極的腐蝕所引起的，還是由于顆粒附著于 QCM傳感器所引起的。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供從QCM傳感器的振蕩頻率的變化除去附著于QCM傳感器的 顆粒所引起的影響，決定QCM傳感器的電極的腐蝕所引起的質量增加量的環境測定裝置。
[0007] 在一實施方式中，環境測定裝置具有測定用QCM傳感器、參照用QCM傳感器、測定 用振蕩電路、參照用振蕩電路、頻率計數器、濕度傳感器、存儲部、W及控制部。測定用QCM 傳感器具有振子和在振子的表面由腐蝕性金屬形成的電極，測定用QCM傳感器具有振子和 在振子的表面由耐腐蝕性金屬形成的電極。測定用振蕩電路使測定用QCM傳感器振動，并 發送具有與測定用QCM傳感器的振動頻率對應的頻率的測定用頻率信號。參照用振蕩電路 使參照用QCM傳感器振動，并發送具有與參照用QCM傳感器的振動頻率對應的頻率的參照 用頻率信號。頻率計數器與測定用振蕩電路W及參照用振蕩電路連接，對測定用頻率信號 W及參照用頻率信號各自的頻率進行計數，并發送表示計數出的計數數的測定用計數信號 W及參照用計數信號。濕度傳感器檢測大氣中的濕度，并發送表示檢測出的濕度的濕度信 號。存儲部將測定用計數信號、參照用計數信號W及濕度信號與測定時刻相關聯地存儲。控 制部使用表示在規定的濕度W下測定出的頻率的測定用計數信號W及參照用計數信號，決 定測定用QCM傳感器的電極的腐蝕所引起的質量增加量。
[0008] 環境測定裝置使用在規定的濕度W下測定出的測定用QCM傳感器W及參照用QCM 傳感器的頻率，決定測定用QCM傳感器的電極的腐蝕所引起的質量增加量。由于環境測定 裝置使用在規定的濕度W下測定出的測定用QCM傳感器W及參照用QCM傳感器的頻率來 決定電極的腐蝕所引起的質量增加量，所W能夠除去附著于測定用QCM傳感器W及參照用 QCM傳感器的顆粒所帶來的影響。
【附圖說明】
[0009] 圖1是相關的環境測定裝置的立體圖。
[0010] 圖2是圖1所示的環境測定裝置的電路框圖。
[0011] 圖3是圖1所示的環境測定裝置的振蕩電路的內部電路圖。 陽01引圖4(a)是表示顆粒較少的環境下的、測定用QCM傳感器的質量的隨時間的變化的 圖表，圖4(b)是表示圖4(a)的同一環境下的參照用QCM傳感器的質量的隨時間的變化的 圖表。
[001引圖5(a)是表示與圖4的環境相比顆粒較多的環境下的、測定用QCM傳感器的質量 的隨時間的變化的圖表，圖5(b)是表示圖5(a)的同一環境下的參照用QCM傳感器的質量 的隨時間的變化的圖表，圖5(c)是表示圖5(a)W及圖5(b)的圖表所示的質量測定時的濕 度的隨時間的變化的圖表。
[0014] 圖6是表示圖5 (a)所示的質量的隨時間的變化與圖5化）所示的質量的隨時間的 變化的差分的隨時間的變化的圖表。
[0015] 圖7是環境測定裝置的電路框圖。
[0016] 圖8是表示相對濕度與測定用QCM傳感器的質量增加的關系的圖表。
[0017] 圖9是表示從測定用QCM傳感器的質量的隨時間的變化的圖表，提取與相對濕度 在60%W下獲取的計數器信號對應的測定點的處理的圖。
[0018] 圖10(a)是表示示出測定用QCM傳感器的質量的隨時間的變化的圖表中的由于電 極的腐蝕W及顆粒的附著而增加的質量與附著的顆粒的吸濕所引起的質量變動量的分離 的圖表，圖10化）是表示示出圖10(a)的同一環境下的參照用QCM傳感器的質量的隨時間 的變化的圖表中的由于顆粒的附著而增加的質量與附著的顆粒的吸濕所引起的質量變動 量的分離的圖。
[0019] 圖11(a)是表示示出測定用QCM傳感器的質量的隨時間的變化的圖表中的由于電 極的腐蝕W及顆粒的附著增加的質量與附著的顆粒的吸濕所引起的質量變動量的分離的 圖，圖11(b)是表示從圖11(a)所示的圖表的數據減去由于電極的腐蝕W及顆粒的附著增 加的質量后的數據的圖表。
[0020] 圖12是示意地表示修正系數的運算的圖。
[0021] 圖13是控制部的功能框圖。
[0022] 圖14是表示控制部的控制處理的流程圖。
[0023] 圖15是詳細地表示圖14所示的控制處理的一個處理的流程圖。
[0024] 圖16是詳細地表示圖14所示的控制處理的其他的處理的流程圖。 陽0巧]圖17是詳細地表示圖14所示的控制處理的其他的處理的流程圖。
【具體實施方式】
[00%] W下參照附圖，對本發明所設及的環境測定裝置進行說明。但是，請注意本發明的 技術范圍并不限定于運些實施方式，而與權利要求書所記載的發明的等同物均包含在本發 明的技術范圍內。
[0027] 首先，對與本發明相關的環境測定裝置進行說明。
[002引圖1是相關的環境測定裝置的立體圖，圖2是圖1所示的環境測定裝置的電路框 圖。
[0029] 環境測定裝置100具有測定用QCM傳感器10、參照用QCM傳感器20、測定用振蕩 電路15、參照用振蕩電路25、切換電路30、W及頻率計數器31。環境測定裝置100還具有 控制部40、存儲部41、接口部42、W及I/O部43。
[0030] 測定用QCM傳感器10具有石英振子11、和形成在石英振子11的表面的測定用電 極12。測定用電極12的材料根據成為測定對象的腐蝕氣體決定。例如，在成為測定對象的 腐蝕氣體為硫化氨的情況下使用銀作為測定用電極12的材料，在成為測定對象的腐蝕氣 體為二氧化硫的情況下，使用銅作為測定用電極12的材料。測定用QCM傳感器10經由金 屬布線13與配置在殼體110的內部的測定用振蕩電路15連接。
[0031] 參照用QCM傳感器20具有石英振子21、和形成在石英振子21的表面的參照用電 極22。參照用電極22的材料選擇不容易被腐蝕氣體腐蝕的材料。在一個例子中，使用金作 為參照用電極22的材料。參照用QCM傳感器20經由金屬布線23與配置在殼體110的內 部的參照用振蕩電路25連接。
[0032] 圖3是測定用振蕩電路15的內部電路圖。
[0033] 測定用振蕩電路15具有反轉元件150、第一電阻151、第二電阻152、第一電容 153、化及第二電容154。反轉元件150與測定用QCM傳感器10 -起形成并聯諧振電路。第 一電阻151調整在測定用QCM傳感器10流動的石英電流的大小。第二電阻152是反相元 件150的反饋電阻。測定用振蕩電路15輸出具有與測定用QCM傳感器10的振動頻率對應 的頻率的頻率信號。
[0034] 參照用振蕩電路25具有與測定用振蕩電路15相同的構成。
[0035] 切換電路30基于從控制部40發送的切換信號，選擇對測定用QCM傳感器10或者 參照用QCM傳感器20中的哪一個傳感器的振蕩頻率進行測定。切換電路30在選擇了對測 定用QCM傳感器10的振蕩頻率進行測定時，將從測定用振蕩電路15發送的頻率信號的頻 率發送給頻率計數器31。切換電路30在選擇了測定參照用QCM傳感器20的振蕩頻率時， 將從參照用振蕩電路25發送的頻率信號的頻率發送給頻率計數器31。
[0036] 頻率計數器31對從測定用振蕩電路15或者參照用振蕩電路25經由切換電路30 發送的頻率信號的頻率進行計數，并將表示計數后的頻率的計數器信號發送給控制部40。
[0037] 控制部40基于存儲于存儲部41的計算機程序，執行用于使環境測定裝置100動 作的規定的處理。存儲部41存儲用于控制部40執行的處理的計算機程序，并且存儲用于 使環境測定裝置100動作的各種信息。
[0038] 接口部42是觸摸面板，輸入來自操作環境測定裝置100的操作人員的指令，并且 向操作人員提供各種信息。接口部42顯示測定開始按鈕W及測定結束按鈕。若按下測定 開始按鈕，則接口部42向控制部40發送用于開始測定的信號亦即測定開始指令信號。另 夕F，若按下測定結束按鈕，則接口部42向控制部40發送用于結束測定的信號亦即測定結束 指令信號。接口部42若在測定結束后，從控制部40接收表示運算出的腐蝕量的腐蝕量信 號，則顯示與接收的腐蝕量信號對應的腐蝕量。接口部42顯示各種警報。
[0039] I/O部43能夠與個人計算機W及便攜式信息終端等電子設備連接，是用于與電子 設備交換各種信息的輸入輸出端子。I/O部43能夠從電子設備接收控制部40執行的計算 機程序，能夠將存儲于存儲部41的各種信息發送給電子設備。
[0040] 圖4(a)是表示顆粒較少的環境下的測定用QCM傳感器