2012年研究カタログ
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■ 研究担当:天野みなみ/阿部恒 ■ 計測標準研究部門 温度湿度科 湿度標準研究室■ 連携担当:石川純 簡易型微量水分発生装置の開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●10 ppb~10 ppmの範囲での安定的な水分発生と素早い濃度変更 ●複数台の微量水分計の性能を同時に効率良く試験 ●国家標準にトレーサブルな参照値を使用 半導体やハイバリアフィルムなど産業界の多様な製造分野において、ガス中微量水分の計測は非常に重要な課題となっており、種々の水分計が用いられています。信頼性の高い計測を行うためには、これらの計測器の性能試験が不可欠です。現在開発中の微量水分発生装置では、約10 ppbから10 ppmという広い濃度範囲で最大4台の水分計の性能を同時に試験することができます。本装置による試験が、市販水分計の改良および新たな高性能製品の開発を支援し、産業界で行われている微量水分計測の信頼性の向上に繋がっていくことを期待します。 本装置では、拡散管法で発生させた水分を乾燥窒素ガスで二段階希釈することにより、約10 ppbから10 ppmの範囲で素早く水分濃度を変化させることができます。発生させたガスの出口を分岐し、そこにキャビティリングダウン分光法(CRDS)に基づく微量水分計と試験対象となる水分計(DUT)を接続します。このCRDS微量水分計は微量水分の一次標準で校正されており、この出力を参照値とします。一定時間ごとに濃度を変化させDUTの出力を参照値と比較することで、DUT出力の応答性や安定性を調べることができます。●市販水分計の改良と新たな高性能水分計の開発● 半導体やリチウムイオン電池の製造におけるガス中微量水分の制御・計測●ドライルームの湿度管理● ハイバリアフィルムの水分透過率評価安定的な水分発生・希釈による発生水分濃度の制御・水分計の性能試験等の点で、上記のような研究・開発と連携が可能と考えています。※ 特開2011-43435「微量水分発生装置および標準ガス生成装置」簡易型微量水分発生装置の概略図本装置による参照値と微量水分計の指示値の比較時間/h水の物質量分率/(nmol/mol)104103765432765010203040参照値DUT①時間/h水の物質量分率/(nmol/mol)104103765432765010203040参照値DUT②時間/h水の物質量分率/(nmol/mol)104103765432765010203040参照値DUT③時間/h水の物質量分率/(nmol/mol)104103765432765010203040参照値DUT④乾燥窒素排気MFCMFCPRPR比較・性能試験MFC排気乾燥窒素乾燥窒素拡散管セル発生槽音速ノズル約10 ppb-10 ppm窒素中微量水分微量水分の一次標準で校正済のCRDS微量水分計参照値微量水分計の指示値DUT ①DUT ②DUT ③DUT ④MFC:マスフローコントローラ、PR: 圧力調節器● 研究拠点つくば中央366計測・計量標準分野第1会場S-11S-11

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