CN105229444A - 环境测定装置以及环境测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供除去附着于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。环境测定装置(1)具有：具备由腐蚀性金属形成的电极(12)的测定用QCM传感器(10)、具有由耐腐蚀性金属形成的电极(22)的参照用QCM传感器(20)、测定用振荡电路(15)、参照用振荡电路(25)、频率计数器(31)、湿度传感器(51)、控制部(40)以及存储部(41)。存储部(41)将与测定用QCM传感器(10)的频率对应的测定用计数信号、与参照用QCM传感器(20)的频率对应的参照用计数信号以及湿度信号与测定时刻相关联地存储。控制部(40)使用表示在规定的湿度以下测定出的频率的测定用计数信号以及参照用计数信号，决定测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。

Description

环境测定装置以及环境测定方法
技术领域
本发明涉及环境测定装置以及环境测定方法。
背景技术
在工厂以及办公楼等建筑物内部设置有服务器以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，包含硫化氢气体、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。
作为监视腐蚀气体的传感器已知有QCM(QuartzCrystalMicrobalance：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传感器能够以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，所以采用QCM传感器作为环境测定装置。
专利文献1：日本特开2001－99777号公报
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
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。
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、以及控制部。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以及参照用振荡电路连接，对测定用频率信号以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以及参照用计数信号。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、参照用计数信号以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以下测定出的频率的测定用计数信号以及参照用计数信号，决定测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。
环境测定装置使用在规定的湿度以下测定出的测定用QCM传感器以及参照用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以下测定出的测定用QCM传感器以及参照用QCM传感器的频率来决定电极的腐蚀所引起的质量增加量，所以能够除去附着于测定用QCM传感器以及参照用QCM传感器的颗粒所带来的影响。
附图说明
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。
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。
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。
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)以及图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。
图6是表示图5(a)所示的质量的随时间的变化与图5(b)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。
图7是环境测定装置的电路框图。
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。
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％以下获取的计数器信号对应的测定点的处理的图。
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以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(b)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。
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以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以及颗粒的附着增加的质量后的数据的图表。
图12是示意地表示修正系数的运算的图。
图13是控制部的功能框图。
图14是表示控制部的控制处理的流程图。
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。
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。
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
以下参照附图，对本发明所涉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这些实施方式，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。
首先，对与本发明相关的环境测定装置进行说明。
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。
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、以及频率计数器31。环境测定装置100还具有控制部40、存储部41、接口部42、以及I/O部43。
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氢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。
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。
图3是测定用振荡电路15的内部电路图。
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、以及第二电容154。反转元件150与测定用QCM传感器10一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。
参照用振荡电路25具有与测定用振荡电路15相同的构成。
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。
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。
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。
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显示测定开始按钮以及测定结束按钮。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。另外，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。
I/O部43能够与个人计算机以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。
图4(a)是表示颗粒较少的环境下的测定用QCM传感器10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20的质量的随时间的变化的图表。
测定用QCM传感器10的质量由于腐蚀而随着时间经过增加，但参照用QCM传感器20由于参照用电极22以具有耐腐蚀性的金形成，所以没有腐蚀所引起的质量的增加。在颗粒较少的环境下，能够基于测定用QCM传感器10的质量的增加，对腐蚀量进行运算。
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10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20的质量的随时间的变化的图表。图5(c)是表示图5(a)以及图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。
在图5(a)所示的图表中，除了示出测定用QCM传感器10的质量随着时间经过单调增加，还示出了随着质量的变动的多个峰值。另外，在图5(b)所示的图表中，参照用QCM传感器20的质量随着时间经过单调增加。并且，在图5(b)所示的图表中，参照用QCM传感器20的质量与图5(a)所示的图表相同示出多个峰值。
考虑到在图5(a)以及5(b)所示的图表出现的多个波峰是随着分别附着在测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环而吸湿以及干燥所引起的波峰。这是因为图5(a)以及5(b)所示的图表中的波峰在湿度上升以及下降的时间出现。
考虑到在图5(b)所示的图表出现的波峰以外的质量的随着时间经过的单调增加起因于颗粒的附着。这是因为参照用QCM传感器20的参照用电极22以具有耐腐蚀性的金形成，所以没有腐蚀所引起的质量的增加。
考虑到在图5所示的颗粒较多的环境下，通过对测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化与参照用QCM传感器20的质量的随时间的变化的差分进行运算，来对测定用QCM传感器10的质量的增加进行运算。
图6是表示图5(a)以及图5(b)所分别示出的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的质量的随时间的变化的差分的随时间的变化的图表。
即使对图5(a)所示的测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化与图5(b)所示的参照用QCM传感器20的质量的随时间的变化的差分进行运算，也未除去起因于颗粒的吸湿‐干燥循环的波峰。这是考虑到因为颗粒的空间分布存在不均，附着于测定用QCM传感器10的颗粒的量与附着于参照用QCM传感器20的颗粒的量存在差，而排除颗粒的附着量的差的影响并不容易。
在环境测定装置100中，如图4(a)以及4(b)所示在颗粒较少的环境下，能够测定测定用QCM传感器10的测定用电极12的腐蚀所引起的质量增加。然而，如图5(a)以及5(b)所示在颗粒较多的环境下，由于颗粒附着在参照用QCM传感器20而质量增加，除此之外由于颗粒的吸湿‐干燥循环产生质量变动的现象。在颗粒较多的环境下，排除这些现象的影响，决定测定用QCM传感器10的测定用电极12的腐蚀所引起的测定用QCM传感器10的质量增加量并不容易。
图7是环境测定装置的一个例子的电路框图。
环境测定装置1在代替控制部40而配置控制部50这一点与环境测定装置100不同。另外，环境测定装置1在还具有湿度传感器51、和将表示湿度传感器51检测出的湿度的湿度模拟信号转换为作为数字信号的湿度信号的湿度值转换部52这一点也与环境测定装置100不同。
控制部50依次执行以下的三个处理。第一处理是获取分别表示测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的振荡频率的计数器信号，并且按照规定的测定间隔获取表示湿度传感器51检测出的湿度的湿度信号。第一处理与环境测定装置100相同地执行。
第二处理是为了排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响，而使用获取的计数器信号中在阈值以下的湿度获取的计数器信号，来评价测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的质量增加。第三处理是为了排除分别附着在测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量差的影响，评价颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动。
参照图8～10，对控制部50为了排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响而执行的第二处理进行说明。
图8是表示相对湿度与QCM传感器的质量增加的关系的图表。
图8所示的图表示出十二小时左右的比较短的时间中的测定用QCM传感器10的质量变动与相对湿度的关系。图8所示的图表基于比较短的时间中的测定用QCM传感器10的质量变动，能够忽略腐蚀所引起的测定用QCM传感器10的质量增加的影响。
在图8所示的图表中，在相对湿度比60％低时，测定用QCM传感器10的质量并未增加。另一方面，在图8所示的图表中，若相对湿度比60％高，则测定用QCM传感器10的质量慢慢增加。而且，若相对湿度比70％高，则测定用QCM传感器10的质量急剧增加。
在相对湿度比60％低时，测定用QCM传感器10的质量未增加，所以考虑到在相对湿度比60％低的湿度下，未产生颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动。由于在相对湿度比60％低的湿度下，未产生颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动，所以若使用在相对湿度比60％低的湿度获取的计数器信号，则能够排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响。
图9是表示从示出测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化的图表提取与在相对湿度在60％以下获取的计数器信号对应的测定点的处理的图。在图9中，黑点是与测定用QCM传感器10的计数器信号中在相对湿度比60％低的湿度下获取的计数器信号所对应的测定点。另外，箭头A所表示的直线是使与在60％以下获取的计数器信号对应的测定点一阶近似后的直线。
通过使与在60％以下获取的计数器信号对应的测定点一阶近似并提取，能够从测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响。同样地，通过使与在60％以下获取的计数器信号对应的测定点一阶近似并提取，从而能够从参照用QCM传感器20的质量的随时间的变化排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响。
图10(a)是表示示出测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化的图表中的由于电极的腐蚀以及颗粒的附着增加的质量与附着的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的分离的图。图10(b)是表示示出图10(a)的同一环境下的参照用QCM传感器20的质量的随时间的变化的图表中的由于颗粒的附着增加的质量与附着的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的分离的图。在图10(a)以及10(b)中，虚线表示使与相对湿度在60％以下获取的计数器信号对应的测定点一阶近似后的直线。
在图10(a)中，虚线以下的区域表示测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量。另外，虚线以上的区域表示附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量。
在图10(b)中，虚线以下的区域表示附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量，虚线以上的区域表示附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量。
在图10(a)中符号b表示的测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量是图10(a)以虚线表示的近似直线上的测定结束时间的质量增加量。图10(b)中符号d表示的附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量是图10(b)中以虚线表示的近似直线上的测定结束时间的质量增加量。在第二处理中，提取与以虚线表示的近似直线相当的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的质量增加量。
参照图11以及12，对控制部50为了排除分别附着在测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量差的影响所执行的第三处理进行说明。
图11(a)是表示测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化的图表中的由于电极的腐蚀以及颗粒的附着增加的质量与附着于电极的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的分离的图。图11(b)是从图11(a)所示的图表提取了附着于电极的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量后的图表。
图11(b)所示的图表通过从表示测定用QCM传感器10的质量的随时间的变化的测定点各个的大小减去在图11(a)中以箭头B表示的直线的对应的测定点的大小而生成。
图11(b)所示的图表中的与测定点各个的波峰的高度相当的质量变动量表示附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量。附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量取决于附着于测定用QCM传感器10的颗粒的质量以及测定时的湿度。特别是，考虑到在湿度相同的情况下，附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量与附着于测定用QCM传感器10的颗粒的质量理想地成比例。另外，图11(b)所示的图表表示附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量，但也能够提取表示附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的图表。在表示附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的图表中，与图表中的测定点各个的波峰的高度相当的质量变动量也与附着的颗粒的质量成比例。与表示附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的图表的波峰的高度相当的同一湿度下的质量变动量与附着于双方的传感器的颗粒的质量成比例。因此，通过比较表示附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的图表的同一湿度下的质量变动量，能够对附着于双方的传感器的颗粒的质量的比进行运算。通过使用运算出的质量的比作为修正系数，能够修正附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量的差。
图12是示意地表示修正附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量的差的修正系数的运算方法的图。
在图12中，横轴表示附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量，纵轴表示附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量。另外，在图12中，黑点表示同一湿度下的附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的相关关系。
在图12中，以箭头C表示的直线是使黑点一阶近似后的直线。在图12中以箭头C表示的直线的倾斜度a/c为1.2。这意味着附着于测定用QCM传感器10的颗粒的质量是附着于参照用QCM传感器20的颗粒的质量的1.2倍。
在第三处理中，通过执行参照图11以及12说明的处理，对修正附着的颗粒的质量的差的修正系数进行运算。通过使用运算出的修正系数，排除分别附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量差的影响。
通过执行第二处理和第三处理，对测定用QCM传感器10的腐蚀量进行运算。测定用QCM传感器10的腐蚀量m以式(1)表示。
[式1]
m = b - a d c - - - ( 1 )
这里，b是在第二处理运算出的测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量。另外，d是在第二处理运算出的附着于参照用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量。而且，a/c是在第三处理运算出的修正系数。
图13是控制部50的功能框图。
控制部50具有装置启动停止部501、测定部502、频率湿度检查部503、质量增加量决定部504、修正系数决定部505、腐蚀量运算部506、以及警报输出部507。
装置启动停止部501判定是否从接口部42接收了测定开始指令信号。若判定为从接口部42接收了测定开始指令信号，则装置启动停止部501将当前时刻作为测定开始时刻存储于存储部41，并向测定部502发送测定开始指示信号。
装置启动停止部501判定是否从接口部42接收了测定结束指令信号。若从接口部42接收了测定结束指令信号，则装置启动停止部501将当前时刻作为测定结束时刻存储于存储部41，并且向频率湿度检查部503发送频率湿度检查指示信号。
装置启动停止部501判定是否从频率湿度检查部503以及质量增加量决定部504发送了警报信号。
测定部502若接收了测定开始指示信号，则测定部502开始测定用QCM传感器10的频率的测定。另外，比较存储于存储部41的测定时刻的最新的测定时刻与当前时刻，判定是否经过了规定的测定间隔期间。若判定为经过了规定的测定间隔期间，则测定部502开始测定用QCM传感器10的频率的测定。具体而言，测定部502向切换电路30发送切换信号以测定测定用QCM传感器10的振荡频率。测定部502将从频率计数器31发送的计数器信号作为测定用QCM计数器信号存储于存储部41。若将测定用QCM计数器信号存储于存储部41，则测定部502结束测定用QCM传感器10的频率的测定。
若结束测定用QCM传感器10的频率的测定，则测定部502开始参照用QCM传感器20的频率的测定。具体而言，测定部502向切换电路30发送切换信号以测定参照用QCM传感器20的振荡频率。测定部502将从频率计数器31发送的计数器信号作为参照用QCM计数器信号存储于存储部41。若将参照用QCM计数器信号存储于存储部41，则测定部502结束参照用QCM传感器20的频率的测定。
若结束参照用QCM传感器20的频率的测定，则测定部502将从湿度值转换部52发送的湿度信号存储于存储部41。若将湿度信号存储于存储部41，则测定部502存储当前时刻作为测定时刻。在一系列的处理中存储于存储部41的测定用QCM计数器信号、参照用QCM计数器信号以及湿度信号与作为测定时刻存储的当前时刻相关联地存储。
测定部502能够按时间序列依次存储测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率以及湿度。根据按时间序列依次存储的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率以及湿度，对测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的质量增加量进行运算。
频率湿度检查部503根据存储于存储部41的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率与在同一时刻测定出的湿度的关系，检查各个频率与湿度的关系是否满足图8所示的关系。若从装置启动停止部501接收了频率湿度检查指示信号则频率湿度检查部503开始检查处理。
对于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率，频率湿度检查部503分别每隔十二小时检查频率与湿度的关系。首先，频率湿度检查部503在检查频率与湿度的关系时，判定湿度50％～80％时的频率的测定点数是否比规定的阈值多。若判定为湿度50％～80％的时的频率的测定点数比规定的阈值多，则频率湿度检查部503判定频率与湿度的关系是否与S型(Sigmoid)函数拟合。频率湿度检查部503判定将纵轴设为频率，并将横轴设为湿度来将频率与湿度的关系曲线化后的图表是否与S型函数拟合。若判定为频率与湿度的关系与S型函数拟合，则频率湿度检查部503将拟合结果存储于存储部41，并向质量增加量决定部504发送质量增加量决定指示信号。
若判定为频率与湿度的关系不与S型函数拟合，则频率湿度检查部503向警报输出部507发送未拟合信号和表示未拟合的时间段的未拟合时间段信号。频率湿度检查部503针对存储于存储部41的全部的测定用QCM频率信号以及参照用QCM频率信号执行判定处理，之后在没有判定为拟合的信号时向警报输出部507发送拟合失败信号。
若从频率湿度检查部503接收了质量增加量决定指示信号，则质量增加量决定部504开始为了排除颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动的影响而执行的第二处理。
为了执行第二处理，质量增加量决定部504对与存储于存储部41的湿度信号对应的湿度在10％以下的湿度信号的数目进行计数。接下来，质量增加量决定部504判定计数的湿度信号的数目是否在五个以上。质量增加量决定部504在计数的湿度信号的数目不满五个时，对与湿度信号对应的湿度在20％以下的湿度信号的数目进行计数，并判定湿度在20％以下的湿度信号的数目是否在五个以上。质量增加量决定部504到判定为计数的湿度信号的数目在五个以上为止，将湿度每次提高10％反复相同的处理。在即使将湿度提高到60％也未判定为计数的湿度信号的数目在五个以上时，质量增加量决定部504向警报输出部507发送运算数不足信号。
若判定为计数的湿度信号的数目在五个以上，则质量增加量决定部504选择与计数的湿度信号相关联的测定用QCM计数器信号以及参照用QCM计数器信号。质量增加量决定部504通过从与较低的湿度对应的湿度信号开始依次选择，选择与较低的湿度所对应的湿度信号相关联的测定用QCM计数器信号以及参照用QCM计数器信号来执行第二处理。
质量增加量决定部504根据选择的测定用QCM计数器信号、和与选择的测定用QCM计数器信号相关联的测定时刻来对测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量进行运算。
质量增加量决定部504根据与选择的测定用QCM计数器信号对应的频率的大小，对测定用QCM传感器10的质量增加量进行运算。质量增加量决定部504对将运算出的测定用QCM传感器10的质量增加量与测定时刻的关系曲线化时的近似直线进行运算。质量增加量决定部504根据运算出的近似直线和测定结束时刻，决定测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量。
质量增加量决定部504根据选择的参照用QCM计数器信号、和与选择的参照用QCM计数器信号相关联的测定时刻对附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量进行运算。
质量增加量决定部504根据与选择的参照用QCM计数器信号对应的频率的大小，对参照用QCM传感器20的质量增加量进行运算。质量增加量决定部504对将运算出的参照用QCM传感器20的质量增加量与测定时刻的关系曲线化时的近似直线进行运算。质量增加量决定部504根据运算出的近似直线和测定结束时刻，决定附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量。
若决定附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量，则质量增加量决定部504向修正系数决定部505发送修正系数决定指示信号。
若从质量增加量决定部504接收到修正系数决定指示信号，则修正系数决定部505开始为了排除分别附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的质量差的影响而执行的第三处理。
修正系数决定部505对附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。在质量变动量的运算中，修正系数决定部505使用存储于存储部41的测定用QCM计数器信号、和将质量增加量决定部504运算出的测定用QCM传感器10的质量增加量和测定时刻的关系曲线化时的近似直线。修正系数决定部505根据与测定用QCM计数器信号各个对应的频率的大小，对测定用QCM传感器10的质量增加量进行运算。修正系数决定部505从测定用QCM传感器10的质量增加量，减去根据近似直线运算出的对应的测定时刻的测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量。修正系数决定部505通过减法处理，对与测定用QCM传感器10的质量变动的波峰的高度相当的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。减法算处理针对存储于存储部41的测定用QCM计数器信号的全部来执行。
修正系数决定部505对附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。在质量变动量的运算中，修正系数决定部505使用存储于存储部41的参照用QCM计数器信号、和将质量增加量决定部504运算出的参照用QCM传感器20的质量增加量与测定时刻的关系曲线化时的近似直线。修正系数决定部505根据与参照用QCM计数器信号的各个对应的频率的大小，对参照用QCM传感器20的质量增加量进行运算。修正系数决定部505从参照用QCM传感器20的质量增加量，减去根据近似直线运算出的对应的测定时刻的附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量。修正系数决定部505通过减法处理，对与参照用QCM传感器20的质量变动的波峰的高度相当的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。减法运算处理针对存储于存储部41的参照用QCM计数器信号的全部来执行。
修正系数决定部505对经由湿度使运算出的附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量相关联并曲线化时的一阶近似直线的倾斜度进行运算作为修正系数。
若对修正系数进行运算，则修正系数决定部505向腐蚀量运算部506发送腐蚀量运算指示信号。
若从修正系数决定部505接收到腐蚀量运算指示信号，则腐蚀量运算部506对测定用QCM传感器10的腐蚀量进行运算。测定用QCM传感器10的腐蚀量基于质量增加量决定部504运算出的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的质量增加量、和修正系数决定部505运算出的修正系数，并使用式(1)，来进行运算。
若从频率湿度检查部503接收到未拟合信号和未拟合时间段信号，则警报输出部507向接口部42发送未拟合警报信号以及未拟合时间段信号。若从频率湿度检查部503接收到拟合失败信号，则警报输出部507向接口部42发送拟合失败警报信号。若从警报输出部507接收到运算数不足信号，则警报输出部507向接口部42发送运算数不足警报信号。
接口部42若接收到拟合失败警报信号以及未拟合时间段信号，则与和未拟合时间段信号对应的时间段一起显示拟合失败警报。接口部42若接收到拟合失败警报信号，则显示拟合失败警报。接口部42若接收到运算数不足警报信号，则显示运算数不足警报。
图14是表示控制部50的控制处理的流程图。
首先，在步骤S101中，装置启动停止部501判定是否按下测定开始按钮。具体而言，装置启动停止部501判定是否从接口部42接收了测定开始指令信号。在判定为未从接口部42接收测定开始指令信号时，在经过规定的期间之后，处理再次返回到步骤S101。在装置启动停止部501判定为从接口部42接收了测定开始指令信号时，处理进入步骤S102。
接下来，在步骤S102中，装置启动停止部501将当前时刻作为测定开始时刻存储于存储部41。
接下来，在步骤S103中，测定部502测定测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率以及湿度，并使测定用QCM计数器信号、参照用QCM计数器信号以及湿度信号相互关联地存储于存储部41。
接下来，在步骤S104中，测定部502将当前时刻作为测定时刻信号存储于存储部41。测定部502将在步骤S103存储的测定用QCM计数器信号、参照用QCM计数器信号以及湿度信号与测定时刻信号相关联地存储于存储部41。
接下来，在步骤S105中，装置启动停止部501判定是否按下了测定结束按钮。具体而言，装置启动停止部501判定是否从接口部42接收了测定结束指令信号。在判定为未从接口部42接收测定结束指令信号时，处理进入步骤S106。在判定为从接口部42接收了测定结束指令信号时，处理进入步骤S107。
若处理进入步骤S106，则测定部502比较作为测定时刻存储于存储部41的时刻中最新的时刻与当前时刻，并判定是否经过了测定间隔期间。在判定为未经过QCM测定间隔时间时，在经过了规定的期间之后，处理再次返回到步骤S106。在测定部502判定为经过了QCM测定间隔时间时，处理返回到步骤S103。
到测定部502在步骤S105中判定为装置启动停止部501从接口部42接收了测定结束指令信号为止，每隔测定间隔期间反复执行步骤S103～S106的处理。测定部502通过反复执行步骤S103～S106的处理，在存储部41依次存储与测定时刻相关联的测定用QCM计数器信号、参照用QCM计数器信号以及湿度信号。
若在步骤S106中，判定为按下了测定结束按钮而处理进入步骤S107，则装置启动停止部501将当前时刻作为测定结束时刻存储于存储部41。
接下来，在步骤S108中，频率湿度检查部503根据存储于存储部41的测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的频率与湿度的关系，检查各个频率与湿度的关系是否成为图8所示的关系。
接下来，在步骤S109中，装置启动停止部501判定是否输出了拟合失败信号。在装置启动停止部501判定为未输出拟合失败信号时，处理进入步骤S111。另外，在装置启动停止部501判定为输出了拟合失败信号时，处理进入步骤S110。
若处理进入步骤S110，则警报输出部507向接口部42发送拟合失败警报信号，接口部显示拟合失败警报。
若处理进入步骤S111，则质量增加量决定部504决定测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量、和附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量。
接下来，在步骤S112中，装置启动停止部501判定是否输出了运算数不足信号。在装置启动停止部501判定为未输出运算数不足信号时，处理进入步骤S113。另外，在装置启动停止部501判定为输出了运算数不足信号时，处理进入步骤S114。
若处理进入步骤S113，则警报输出部507向接口部42发送运算数不足警报信号，接口部显示运算数不足警报。
若处理进入步骤S114，修正系数决定部505决定修正系数。
然后，在步骤S115中腐蚀量运算部506使用式(1)对测定用QCM传感器10的腐蚀量进行运算。
图15是在图14作为步骤S108示出的频率湿度检查处理的处理流程的流程图。
首先，在步骤S201中，频率湿度检查部503提取作为检查的对象的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号。提取出的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号是测定时刻在距离测定开始十二小时以内的信号。
接下来，在步骤S202中，频率湿度检查部503判定是否提取了全部的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号。在频率湿度检查部503判定为提取了全部的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号时，处理进入步骤S210。在频率湿度检查部503判定为未提取全部的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号时，处理进入步骤S203。
若处理进入步骤S203，则频率湿度检查部503判定与提取的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号相关联的湿度信号所对应的湿度的变化是否充分。频率湿度检查部503判定相关联的湿度信号所对应的湿度为50％～80％的湿度信号的个数是否比规定的阈值个数多。在频率湿度检查部503判定为湿度的变化不充分时，处理进入步骤S209。在频率湿度检查部503判定为湿度的变化充分时，处理进入步骤S204。
若处理进入步骤S204，则频率湿度检查部503将提取的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号所对应的频率、和相关联的湿度信号所对应的湿度的曲线与S型函数拟合。
接下来，在步骤S205中，频率湿度检查部503判定曲线化后的图表是否与S型函数拟合。在曲线化后的图表满足(X2/V>0.9)的关系时，频率湿度检查部503判定为曲线化后的图表与S型函数拟合。在频率湿度检查部503判定为曲线化后的图表与S型函数拟合时，处理进入步骤S206。在频率湿度检查部503判定为曲线化后的图表不与S型函数拟合时，处理进入步骤S207。
若通过步骤S205的判定而处理进入步骤S206，则频率湿度检查部503将拟合结果存储于存储部41，处理进入步骤S208。
接下来，在步骤S208中，频率湿度检查部503使成功次数自加1，处理进入步骤S209。
若通过步骤S205的判定而处理进入步骤S207，则频率湿度检查部503向警报输出部507发送未拟合信号和表示未拟合的时间段的未拟合时间段信号，处理进入步骤S209。
接下来，在步骤S209中，频率湿度检查部503使检查对象范围增量。即，通过使检查对象范围增量，频率湿度检查部503将检查对象移至下一个十二小时的检查对象范围。然后，处理返回到步骤S201。
频率湿度检查部503到在步骤S202中判定为提取了全部的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号为止反复步骤S201～209的处理。若频率湿度检查部503在步骤S202中判定为提取了全部的测定用QCM传感器频率信号以及参照用QCM传感器频率信号，则处理进入步骤S210。
若处理进入步骤S210，则频率湿度检查部503判定判定为拟合的成功次数是否为零。若频率湿度检查部503判定判定为拟合的成功次数为零，则处理进入步骤S211。若频率湿度检查部503判定判定为拟合的成功次数不为零，则处理进入步骤S212。
若处理进入步骤S211，则频率湿度检查部503向警报输出部507发送拟合失败信号。若处理进入步骤S212，则频率湿度检查部503向质量增加量决定部504发送质量增加量决定指示信号。
图16是在图14作为步骤S111示出的质量增加量处理的处理流程的流程图。
首先，在步骤S301中，质量增加量决定部504将阈值湿度设定为10％。
接下来，在步骤S302中，质量增加量决定部504对与存储于存储部41的湿度信号对应的湿度在10％以下的湿度信号的数目进行计数。
接下来，在步骤S303中，质量增加量决定部504判定计数的湿度信号的数目是否在五点以上。在质量增加量决定部504判定为计数的湿度信号的数不在五点以上时，处理进入步骤S304。在质量增加量决定部504判定为计数的湿度信号的数目在五点以上时，处理进入步骤S307。
若处理进入步骤S304，则质量增加量决定部504将阈值湿度提高10％达到20％。
接下来，在步骤S305中，质量增加量决定部504判定阈值湿度是否比60％大。在质量增加量决定部504判定为阈值湿度不比60％大时，处理返回到步骤S302。在质量增加量决定部504判定为阈值湿度比60％大时，处理进入步骤S306。
质量增加量决定部504到在步骤S303中判定为计数的湿度信号的数目在五点以上，或者在步骤S305中判定为阈值湿度比60％大为止，反复执行步骤S302～S305的处理。
若进入步骤S307，则质量增加量决定部504选择与计数的湿度信号相关联的选择的测定用QCM计数器信号。
接下来，在步骤S308中，质量增加量决定部504对测定用QCM传感器10的电极的腐蚀以及附着于测定用QCM传感器10的颗粒所引起的质量增加量进行运算。
接下来，在步骤S309中，质量增加量决定部504选择与计数的湿度信号相关联的选择的参照用QCM计数器信号。
接下来，在步骤S310中，质量增加量决定部504对附着于参照用QCM传感器20的颗粒所引起的质量增加量进行运算。
若处理进入步骤S306，则质量增加量决定部504向警报输出部507发送运算数不足信号。
图17是在图14作为步骤S114示出的修正系数决定处理的处理流程的流程图。
首先，在步骤S401中，修正系数决定部505对附着于测定用QCM传感器10的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。
接下来，在步骤S402中，修正系数决定部505对附着于参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量进行运算。
然后，在步骤S403中，质量增加量决定部504对修正系数进行运算。质量增加量决定部504对经由湿度使运算出的附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量相关联而曲线化时的一阶近似直线的倾斜度进行运算作为修正系数。
在环境测定装置1中，测定用QCM传感器10的测定用电极12的腐蚀量使用表示在规定的湿度以下测定出的频率的测定用计数信号以及参照用计数信号决定。由于使用表示在规定的湿度以下测定出的频率的测定用计数信号以及参照用计数信号，所以排除附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的湿度－干燥循环所引起的质量变动的影响。
在环境测定装置1中，测定用QCM传感器10的测定用电极12的腐蚀量使用用于修正附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的量的差的修正系数决定。在环境测定装置1中，由于使用用于修正附着的颗粒的量的差的修正系数来决定，所以即使在附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的量不同的情况下也能够精度良好地决定腐蚀量。
在环境测定装置1中，修正系数根据分别附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的大小之比运算。在环境测定装置1中，使用根据附着的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的大小之比运算出的修正系数，所以能够进行反映了附着的颗粒的量的修正。
在环境测定装置1中，虽然测定用QCM传感器10的测定用电极12以银形成，但也可以利用腐蚀性的其他的金属或者合金形成。另外，虽然参照用QCM传感器20的参照用电极22以金形成，但也可以利用耐腐蚀性的其他的金属或者合金形成。
在环境测定装置1中，质量增加量决定部504基于五个频率信号对近似直线进行运算，但为了对近似直线进行运算所使用的频率信号的数目也可以比五个少，另外也可以比五个多。另外，质量增加量决定部504为了对近似直线进行运算而使阈值湿度每次上升10％，但也可以使其每次上升5％等适当的湿度。
在环境测定装置1中，修正系数根据分别附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的大小之比进行运算。然而，在附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20各自的传感器的质量的比已知的情况下，也可以根据已知的质量的比对修正系数进行运算。另外，在附着于测定用QCM传感器10以及参照用QCM传感器20各自的传感器的质量相同的环境下，也可以不使用修正系数而决定测定用QCM传感器10的电极的腐蚀所引起的质量增加量。
符号说明
1、100…环境测定装置，10…测定用QCM传感器，11、21…石英振子，12…测定用电极(由腐蚀性金属形成的电极)，15…测定用振荡电路，20…参照用QCM传感器，22…参照用电极(由耐腐蚀性金属形成的电极)，25…参照用振荡电路，31…频率计数器，40、50…控制部，51…湿度传感器。

Claims (6)

1.一种环境测定装置，其特征在于，具有：
测定用QCM传感器，其具有振子和在上述振子的表面由腐蚀性金属形成的电极；
参照用QCM传感器，其具有振子和在上述振子的表面由耐腐蚀性金属形成的电极；
测定用振荡电路，其使上述测定用QCM传感器振动，并且发送具有与上述测定用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，其使上述参照用QCM传感器振动，并且发送具有与上述参照用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，其与上述测定用振荡电路以及上述参照用振荡电路连接，对上述测定用频率信号以及上述参照用频率信号各自的频率进行计数，并发送表示上述计数出的计数数的测定用计数信号以及参照用计数信号；
湿度传感器，其检测大气中的湿度，并发送表示检测出的湿度的湿度信号；
存储部，其将上述测定用计数信号、上述参照用计数信号以及上述湿度信号与测定时刻相关联地存储；以及
控制部，其使用表示在规定的湿度以下测定出的频率的测定用计数信号以及参照用计数信号，决定上述测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。
2.根据权利要求1所述的环境测定装置，其特征在于，
上述控制部在决定上述测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量时，使用用于修正分别附着于上述测定用QCM传感器以及上述参照用QCM传感器的颗粒的量的差的修正系数。
3.根据权利要求2所述的环境测定装置，其特征在于，
上述修正系数根据分别附着于上述测定用QCM传感器以及上述参照用QCM传感器的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的大小的比来运算。
4.一种环境测定方法，其特征在于，
测定具有振子和在上述振子的表面由腐蚀性金属形成的电极的测定用QCM传感器的频率，
根据规定的湿度以下的上述测定用QCM传感器的频率对测定用QCM传感器的质量增加量进行运算，
测定具有振子和在上述振子的表面由耐腐蚀性金属形成的电极的参照用QCM传感器的频率，
根据上述规定的湿度以下的上述参照用QCM传感器的频率对上述参照用QCM传感器的质量增加量进行运算，
使用上述测定用QCM传感器的质量增加量、和上述参照用QCM传感器的质量增加量，决定上述测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量。
5.根据权利要求4所述的环境测定方法，其特征在于，
在决定上述测定用QCM传感器的电极的腐蚀所引起的质量增加量时，使用用于修正分别附着于上述测定用QCM传感器以及上述参照用QCM传感器的颗粒的量的差的修正系数。
6.根据权利要求5所述的环境测定方法，其特征在于，
上述修正系数根据分别附着于上述测定用QCM传感器以及上述参照用QCM传感器的颗粒的吸湿‐干燥循环所引起的质量变动量的大小的比来运算。
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