环境测定装置以及环境测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环境测定装置W及环境测定方法。
【背景技术】
[0002] 在工厂W及办公楼等建筑物内部设置有服务器W及电子计算机等电子设备。有时 在设置有电子设备的环境中，包含硫化氨气体、二氧化硫等腐蚀性气体。存在腐蚀性气体腐 蚀形成电子设备的金属等部件，使电子设备的性能劣化，并使电子设备不能够工作的担忧。 为了保证电子设备的良好的工作，优选在电子设备的设置的前后持续地监视设置了电子设 备的环境中的腐蚀气体。
[0003] 作为监视腐蚀气体的传感器已知有QCM(如artz化ystal Microbalance:石英晶 体微天平）传感器。QCM传感器是具有石英振子和形成在石英振子的表面的电极，并利用电 极的质量由于腐蚀而增加和与该腐蚀量对应地石英振子的振荡频率减少的性质的质量传 感器。QCM传感器能够W极高的灵敏度检测出石英振子的振荡频率的变化，与使用挂片法等 其他的测定法的传感器相比较能够进行短期间的测定，所W采用QCM传感器作为环境测定 装置。
[0004] 专利文献1 :日本特开2001 - 99777号公报
[0005] 如上述那样，QCM传感器将由于腐蚀而增加的电极的质量的增加量转换为振荡频 率的变化量进行测定。然而，QCM传感器的振荡频率不仅由于电极的腐蚀而变化，在环境中 存在的称为颗粒的粒子附着于QCM传感器的情况下也变化。并不容易基于QCM传感器的振 荡频率来判定QCM传感器的振荡频率的变化是电极的腐蚀所引起的，还是由于颗粒附着于 QCM传感器所引起的。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供从QCM传感器的振荡频率的变化除去附着于QCM传感器的 颗粒所引起的影响，决定QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量的环境测定装置。
[0007] 在一实施方式中，环境测定装置具有测定用QCM传感器、参照用QCM传感器、测定 用振荡电路、参照用振荡电路、频率计数器、湿度传感器、存储部、W及控制部。测定用QCM 传感器具有振子和在振子的表面由腐蚀性金属形成的电极，测定用QCM传感器具有振子和 在振子的表面由耐腐蚀性金属形成的电极。测定用振荡电路使测定用QCM传感器振动，并 发送具有与测定用QCM传感器的振动频率对应的频率的测定用频率信号。参照用振荡电路 使参照用QCM传感器振动，并发送具有与参照用QCM传感器的振动频率对应的频率的参照 用频率信号。频率计数器与测定用振荡电路W及参照用振荡电路连接，对测定用频率信号 W及参照用频率信号各自的频率进行计数，并发送表示计数出的计数数的测定用计数信号 W及参照用计数信号。湿度传感器检测大气中的湿度，并发送表示检测出的湿度的湿度信 号。存储部将测定用计数信号、参照用计数信号W及湿度信号与测定时刻相关联地存储。控 制部使用表示在规定的湿度W下测定出的频率的测定用计数信号W及参照用计数信号，决 定测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。
[0008] 环境测定装置使用在规定的湿度W下测定出的测定用QCM传感器W及参照用QCM 传感器的频率，决定测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。由于环境测定 装置使用在规定的湿度W下测定出的测定用QCM传感器W及参照用QCM传感器的频率来 决定电极的腐蚀所引起的质量增加量，所W能够除去附着于测定用QCM传感器W及参照用 QCM传感器的颗粒所带来的影响。
【附图说明】
[0009] 图1是相关的环境测定装置的立体图。
[0010] 图2是图1所示的环境测定装置的电路框图。
[0011] 图3是图1所示的环境测定装置的振荡电路的内部电路图。 阳01引图4(a)是表示颗粒较少的环境下的、测定用QCM传感器的质量的随时间的变化的 图表，图4(b)是表示图4(a)的同一环境下的参照用QCM传感器的质量的随时间的变化的 图表。
[001引图5(a)是表示与图4的环境相比颗粒较多的环境下的、测定用QCM传感器的质量 的随时间的变化的图表，图5(b)是表示图5(a)的同一环境下的参照用QCM传感器的质量 的随时间的变化的图表，图5(c)是表示图5(a)W及图5(b)的图表所示的质量测定时的湿 度的随时间的变化的图表。
[0014] 图6是表示图5 (a)所示的质量的随时间的变化与图5化）所示的质量的随时间的 变化的差分的随时间的变化的图表。
[0015] 图7是环境测定装置的电路框图。
[0016] 图8是表示相对湿度与测定用QCM传感器的质量增加的关系的图表。
[0017] 图9是表示从测定用QCM传感器的质量的随时间的变化的图表，提取与相对湿度 在60%W下获取的计数器信号对应的测定点的处理的图。
[0018] 图10(a)是表示示出测定用QCM传感器的质量的随时间的变化的图表中的由于电 极的腐蚀W及颗粒的附着而增加的质量与附着的颗粒的吸湿所引起的质量变动量的分离 的图表，图10化）是表示示出图10(a)的同一环境下的参照用QCM传感器的质量的随时间 的变化的图表中的由于颗粒的附着而增加的质量与附着的颗粒的吸湿所引起的质量变动 量的分离的图。
[0019] 图11(a)是表示示出测定用QCM传感器的质量的随时间的变化的图表中的由于电 极的腐蚀W及颗粒的附着增加的质量与附着的颗粒的吸湿所引起的质量变动量的分离的 图，图11(b)是表示从图11(a)所示的图表的数据减去由于电极的腐蚀W及颗粒的附着增 加的质量后的数据的图表。
[0020] 图12是示意地表示修正系数的运算的图。
[0021] 图13是控制部的功能框图。
[0022] 图14是表示控制部的控制处理的流程图。
[0023] 图15是详细地表示图14所示的控制处理的一个处理的流程图。
[0024] 图16是详细地表示图14所示的控制处理的其他的处理的流程图。 阳0巧]图17是详细地表示图14所示的控制处理的其他的处理的流程图。
【具体实施方式】
[00%] W下参照附图，对本发明所设及的环境测定装置进行说明。但是，请注意本发明的 技术范围并不限定于运些实施方式，而与权利要求书所记载的发明的等同物均包含在本发 明的技术范围内。
[0027] 首先，对与本发明相关的环境测定装置进行说明。
[002引图1是相关的环境测定装置的立体图，图2是图1所示的环境测定装置的电路框 图。
[0029] 环境测定装置100具有测定用QCM传感器10、参照用QCM传感器20、测定用振荡 电路15、参照用振荡电路25、切换电路30、W及频率计数器31。环境测定装置100还具有 控制部40、存储部41、接口部42、W及I/O部43。
[0030] 测定用QCM传感器10具有石英振子11、和形成在石英振子11的表面的测定用电 极12。测定用电极12的材料根据成为测定对象的腐蚀气体决定。例如，在成为测定对象的 腐蚀气体为硫化氨的情况下使用银作为测定用电极12的材料，在成为测定对象的腐蚀气 体为二氧化硫的情况下，使用铜作为测定用电极12的材料。测定用QCM传感器10经由金 属布线13与配置在壳体110的内部的测定用振荡电路15连接。
[0031] 参照用QCM传感器20具有石英振子21、和形成在石英振子21的表面的参照用电 极22。参照用电极22的材料选择不容易被腐蚀气体腐蚀的材料。在一个例子中，使用金作 为参照用电极22的材料。参照用QCM传感器20经由金属布线23与配置在壳体110的内 部的参照用振荡电路25连接。
[0032] 图3是测定用振荡电路15的内部电路图。
[0033] 测定用振荡电路15具有反转元件150、第一电阻151、第二电阻152、第一电容 153、化及第二电容154。反转元件150与测定用QCM传感器10 -起形成并联谐振电路。第 一电阻151调整在测定用QCM传感器10流动的石英电流的大小。第二电阻152是反相元 件150的反馈电阻。测定用振荡电路15输出具有与测定用QCM传感器10的振动频率对应 的频率的频率信号。
[0034] 参照用振荡电路25具有与测定用振荡电路15相同的构成。
[0035] 切换电路30基于从控制部40发送的切换信号，选择对测定用QCM传感器10或者 参照用QCM传感器20中的哪一个传感器的振荡频率进行测定。切换电路30在选择了对测 定用QCM传感器10的振荡频率进行测定时，将从测定用振荡电路15发送的频率信号的频 率发送给频率计数器31。切换电路30在选择了测定参照用QCM传感器20的振荡频率时， 将从参照用振荡电路25发送的频率信号的频率发送给频率计数器31。
[0036] 频率计数器31对从测定用振荡电路15或者参照用振荡电路25经由切换电路30 发送的频率信号的频率进行计数，并将表示计数后的频率的计数器信号发送给控制部40。
[0037] 控制部40基于存储于存储部41的计算机程序，执行用于使环境测定装置100动 作的规定的处理。存储部41存储用于控制部40执行的处理的计算机程序，并且存储用于 使环境测定装置100动作的各种信息。
[0038] 接口部42是触摸面板，输入来自操作环境测定装置100的操作人员的指令，并且 向操作人员提供各种信息。接口部42显示测定开始按钮W及测定结束按钮。若按下测定 开始按钮，则接口部42向控制部40发送用于开始测定的信号亦即测定开始指令信号。另 夕F，若按下测定结束按钮，则接口部42向控制部40发送用于结束测定的信号亦即测定结束 指令信号。接口部42若在测定结束后，从控制部40接收表示运算出的腐蚀量的腐蚀量信 号，则显示与接收的腐蚀量信号对应的腐蚀量。接口部42显示各种警报。
[0039] I/O部43能够与个人计算机W及便携式信息终端等电子设备连接，是用于与电子 设备交换各种信息的输入输出端子。I/O部43能够从电子设备接收控制部40执行的计算 机程序，能够将存储于存储部41的各种信息发送给电子设备。
[0040] 图4(a)是表示颗粒较少的环境下的测定用QCM传感器