JP4535501B2 - 塩素イオン検出装置 - Google Patents
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Description
塩素イオンと金属塩化物との接触による振動子の振動状態の変化に基づいて塩素イオンを検出する。
AgCl← →Ag++Cl−
PbCl2← →Pb++2Cl−
振動子の材質は特に限定するものでないが、水晶、LiNbO3、LiTaO3、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体(Li(Nb,Ta)O3)単結晶、ホウ酸リチウム単結晶、ランガサイト単結晶等からなる圧電単結晶を使用することが好ましい。
(1) 振動周波数を測定し、検出膜と目的物質との可逆的化学反応による検出膜の質量変化に基づく振動周波数変化から、物質の存在を検出し、また物質の濃度を計測する。
(2) 振動のQ値を測定し、検出膜と目的物質との可逆的化学反応による検出膜の質量変化に基づくQ値の変化から、物質の存在を検出し、また物質の濃度を計測する。
(3) 振動子の振動変位を測定し、検出膜と目的物質との可逆的化学反応による検出膜の質量変化に基づく振動変位の変化から、目的物質の存在を検出し、また物質の濃度を計測する。この方法によれば、周波数の変化を測定する場合に比べて、単位質量変化当たりの感度を向上させることが可能である。しかも、μ、Cyなどの温度特性等の環境変化は、振動子の全体にわたって生ずる。この際、本例においては、振動子の変位のバランス変化は、振動子の全体にわたって生ずるので、測定前後における振動変位の変化には影響しない。従って、質量変化のみを正確に測定することができる。
好適な実施形態においては、基本振動が、振動子の厚さ方向のねじれ振動モードである。図1〜図4は、この実施形態に係るものである。図1(a)は、質量測定装置1を模式的に示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)の装置の正面図であり、図2(a)は厚みねじれ振動モードを説明するための平面図であり、図2(b)は同じく斜視図であり、図3は回路例を示す。
Δf=−2Δmf2/A(μρ)1/2
Δf: 基本周波数の変化
f: 基本周波数
Δm: 質量変化
A: 電極面積
μ: 水晶のねじれ弾性率=1011dyn/cm2
ρ: 水晶の密度=2.65g/cm3
Claims (6)
- 振動子、この振動子に基本振動を励起する駆動手段、前記振動子の振動状態を測定する検出手段、および液中の塩素イオンとの接触によって可逆的平衡反応を起こす金属塩化物からなる検出膜を備えている装置であって、
前記塩素イオンと前記金属塩化物との接触による前記振動子の振動状態の変化に基づいて前記塩素イオンを検出する、塩素イオン検出装置。 - 前記振動状態の変化が振動変位であることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記基本振動において、前記振動変位が前記振動子の中心軸に対して略対称であることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 非測定時において、前記検出手段からの検出値が略0となることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の装置。
- 前記基本振動が、前記振動子の厚みねじれ振動モードであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の装置。
- 前記金属塩化物がAgClまたはPbCl 2 であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の装置。
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