JP7405226B2 - 検出装置 - Google Patents
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Description
先ず、第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す模式図である。
すなわち、通過イオンはイオン検出電極120に接触する。そして、イオン検出電極120は通過イオンを検出し、該接触した強さに応じた電気特性値を出力する。電気特性値としては、例えば、電流値、電圧値及び抵抗値等が挙げられる。イオン検出電極120は出力部の一例である。流体調整部130は、イオンフィルタ110に導入されるイオンを含む流体135の流れを調整する。流体調整部130は、例えば、流体135の流れのレイノルズ数を、流体調整部130に供給されたときよりも低下させてイオンフィルタ110に供給する。好ましくは、流体調整部130は、流体135の流れを層流にして流体135をイオンフィルタ110に供給する。なお、レイノルズ数とは、流体力学において、粘性の流体の流れにおける粘性力と慣性力の比を表している(式は後述)。一般的に、レイノルズ数が小さい流れでは、流体の粘性力が支配的であるため、流れは安定する(層流となる)。一方、レイノルズ数が大きい流れでは、慣性力が支配的であるため、流れは不安定となる(乱流となる)。そこで、本開示においては、上述の通り、流体調整部130に供給されたときよりもレイノルズ数を低下させてイオンフィルタに供給する事で、効果的に層流状態にする事が可能となる。
V=K×E ・・・ (1)
|Emax|×t1=|Emin|×t2 ・・・ (2)
|Emax|×t1=|Emin|×t2=β ・・・ (3)
Vup=K(Emax)×|Emax| ・・・ (4)
yup=Vup×t1 ・・・ (5)
Vdown=-K(Emin)×|Emin| ・・・ (6)
ydown=Vdown×t2 ・・・ (7)
ΔyRF=yup+ydown
=K(Emax)×|Emax|×t1-K(Emin)×|Emin|×t2
・・・ (8)
ΔyRF=β{K(Emax)-K(min)} ・・・ (9)
ΔyRF=βΔK ・・・ (10)
X=(0.065)×Re×d ・・・ (14)
Re=V×d/ν ・・・ (15)
次に、第2の実施形態について説明する。図7は、第2の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す模式図である。
次に、第3の実施形態について説明する。図9は、第3の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す模式図である。
次に、第4の実施形態について説明する。図12は、第4の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す模式図である。
次に、第5の実施形態について説明する。図14は、第5の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す分解斜視図である。図15(a)及び(b)は、それぞれ第5の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す上面図、断面図である。図15(b)は、図15(a)中のI-I線に沿った断面図である。
次に、第6の実施形態について説明する。図16は、第6の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す分解斜視図である。図17(a)及び(b)は、それぞれ第6の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す上面図、断面図である。図17(b)は、図17(a)中のI-I線に沿った断面図である。
次に、第7の実施形態について説明する。図18は、第7の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す分解斜視図である。図19(a)及び(b)は、それぞれ第7の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す上面図、断面図である。図19(b)は、図19(a)中のI-I線に沿った断面図である。
次に、第8の実施形態について説明する。図20は、第8の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す分解斜視図である。図21は、第8の実施形態に係るイオン検出装置の構成を示す断面図である。
110、310 イオンフィルタ
111、311 第1の電極
112、312 第2の電極
120、590 イオン検出電極
130、430 流体調整部
131、431 第1の電極
132、432 第2の電極
135 流体
240、440 絶縁体
550、650 SOI基板
560 支持層
561 開口部
570、670、770 絶縁層
571、671、771 開口部
580、680、780 活性層
581、681、781 開口部
810 回路基板
820 チップホルダ
821 開口部
830 ポゴピン
Claims (7)
- 対向する第1の電極及び第2の電極を有し、通過するイオンの移動度を制御するイオンフィルタと、
前記イオンフィルタを通過したイオンが接触し、該接触した強さに応じた電気特性値を出力する出力部と、
前記イオンフィルタに導入されるイオンを含む流体の流れを調整する流体調整部と、
を有し、
前記流体調整部は、前記流体の流れのレイノルズ数を、当該流体調整部に供給されたときよりも低下させて前記イオンフィルタに供給し、
前記流体調整部と前記イオンフィルタとの間に絶縁体を有し、
前記流体調整部、前記絶縁体、前記イオンフィルタが層状に積層されており、
前記第1の電極及び前記第2の電極は、櫛歯状に形成されている
ことを特徴とする検出装置。 - 前記流体調整部は、前記流体の流れを層流にして前記流体を前記イオンフィルタに供給することを特徴とする請求項1に記載の検出装置。
- 前記流体調整部が導電性であることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項に記載の検出装置。
- 前記流体調整部における前記流体の流路の断面積よりも、前記イオンフィルタにおける前記流体の流路の断面積が小さいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の検出装置。
- 前記流体調整部における前記流体の流路は、前記イオンフィルタから離間するほど広がっていることを特徴とする請求項4に記載の検出装置。
- 前記流体調整部及び前記絶縁体に、積層方向に貫通する複数の開口部が形成され、
前記複数の開口部の各々は、前記第1の電極と前記第2の電極との間の間隙と重なることを特徴とする請求項1に記載の検出装置。 - 前記流体調整部及び前記絶縁体は、櫛歯状に形成され、
前記流体調整部及び前記絶縁体は、積層方向において前記第1の電極及び前記第2の電極と重なり合うこと特徴とする請求項1に記載の検出装置。
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