JPS60104244A - 金属イオン検知器 - Google Patents
金属イオン検知器Info
- Publication number
- JPS60104244A JPS60104244A JP58210845A JP21084583A JPS60104244A JP S60104244 A JPS60104244 A JP S60104244A JP 58210845 A JP58210845 A JP 58210845A JP 21084583 A JP21084583 A JP 21084583A JP S60104244 A JPS60104244 A JP S60104244A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- ion
- metallic ion
- electrodes
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2431—Probes using other means for acoustic excitation, e.g. heat, microwaves, electron beams
-
- G—PHYSICS
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
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- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は高速増殖炉の冷却材として用いられるナトリウ
ム等の金属イオンの漏洩等を検出する金属イオン検知器
に関する。
ム等の金属イオンの漏洩等を検出する金属イオン検知器
に関する。
従来の金慎イオン検知器は、高速増殖炉とその周辺機器
や冷却材配管の近傍に漏洩したす）ＩＪウムを捕捉する
トラップを設け、このトラップ内に一対の電極を設けて
おき、ナトリウムが漏洩した場合には上記電極間に導通
が生じることによりナトリウムの漏洩を検知する構成と
なっていた。この種の検知器では上記電極間の導通を得
るために相当多量のナトリウム漏洩が必要であり、漏洩
の早期検知が困難であった。また最近、絶縁ゲート形電
界効果トランジスタ（ＭＯ８形ＦＥＴ）の構成を基本構
造にして、該ＭＯＳ形ＦＥＴのゲート上に金属イオンの
透過用通路を形成しておき、ナトリウム等の金属が漏洩
した場合には、漏洩金属が空気中でイオン化し、該Ｍ
ＯＳ形Ｆ’ＥＴゲート上の金属イオン透過用通路に進入
し、該ＭＯＳ形ＦＥ’ｌｌ’のソース電流、ドレイン電
流が変化することにより金属漏洩を検知する金属イオン
検知器が発明されている（特開昭５７−１９７４５６）
。このＭＯ８形Ｆ’Ｅ’ｌ基本構造とする金属イオン検
知器は先の電極間導通により金属イオンの漏洩を検知す
るものに比べて高Ｗ＆度であり、従って漏洩の早期検知
が可能であるという利点を持つが、ＭＯ８形ＦＥＴとい
う半導体素子を利用しているために、ナトリウム等の金
属イオンが下地シリコン中へ室温で容易に拡散するため
、下地ＭＯＳ形ＦＥＴの止層動作を妨害しソース電流等
の出力がドリフトを起し誤動作を生じやすく、従って信
頼性に欠けるものであった。またその定量性にも欠け、
漏洩の程度を杷握するもことが困難であるという欠点が
あった。
や冷却材配管の近傍に漏洩したす）ＩＪウムを捕捉する
トラップを設け、このトラップ内に一対の電極を設けて
おき、ナトリウムが漏洩した場合には上記電極間に導通
が生じることによりナトリウムの漏洩を検知する構成と
なっていた。この種の検知器では上記電極間の導通を得
るために相当多量のナトリウム漏洩が必要であり、漏洩
の早期検知が困難であった。また最近、絶縁ゲート形電
界効果トランジスタ（ＭＯ８形ＦＥＴ）の構成を基本構
造にして、該ＭＯＳ形ＦＥＴのゲート上に金属イオンの
透過用通路を形成しておき、ナトリウム等の金属が漏洩
した場合には、漏洩金属が空気中でイオン化し、該Ｍ
ＯＳ形Ｆ’ＥＴゲート上の金属イオン透過用通路に進入
し、該ＭＯＳ形ＦＥ’ｌｌ’のソース電流、ドレイン電
流が変化することにより金属漏洩を検知する金属イオン
検知器が発明されている（特開昭５７−１９７４５６）
。このＭＯ８形Ｆ’Ｅ’ｌ基本構造とする金属イオン検
知器は先の電極間導通により金属イオンの漏洩を検知す
るものに比べて高Ｗ＆度であり、従って漏洩の早期検知
が可能であるという利点を持つが、ＭＯ８形ＦＥＴとい
う半導体素子を利用しているために、ナトリウム等の金
属イオンが下地シリコン中へ室温で容易に拡散するため
、下地ＭＯＳ形ＦＥＴの止層動作を妨害しソース電流等
の出力がドリフトを起し誤動作を生じやすく、従って信
頼性に欠けるものであった。またその定量性にも欠け、
漏洩の程度を杷握するもことが困難であるという欠点が
あった。
本発明の目的は金属イオンの漏洩を高感度に且つ安定性
良く検知する新規な金属イオン検知器を提供することに
ある。
良く検知する新規な金属イオン検知器を提供することに
ある。
弾性表面波遅延線を帰還路とした発振器は従来良く知ら
れており、遅延線の挿入損失より外部増幅器の利得が大
きく、位相条件が満たされると発振する。いま遅延線の
基板が圧電体であると弾性表面波には電磁波が付随する
。この電磁波は基板表面にもしみ出しているため、基板
表面上に導電性物質があるとその表面のキャリヤと相互
作用を起こし、弾性表面波の伝播速度や伝播損失が変化
する。本発明はこの弾性表面波と導電性物質との相互作
用を利用して金属イオンを検知する方式を新規に案出し
たものである。すなわち、本発明による金桐イオン検知
器は圧電体基板上に弾性表面波励振用電極ならびに弾性
表面波受信用電極を設は且つ該励振用電極と該受信用電
極との間に増幅器を挿入し且つ発振検出部を具備してな
る弾性表面波発振器において該圧電体基板上の弾性表面
波伝播路上にイオン透過用通路を設けることにより、従
来のＭＯ８型ＦＥＴを利用する金属イオン検知器でみら
れたナトリウム等の金属イオンの拡散による動作不安定
性を解消することができ、金属イオンを高感度に且つ安
定性よく検知できるようにしたものである。
れており、遅延線の挿入損失より外部増幅器の利得が大
きく、位相条件が満たされると発振する。いま遅延線の
基板が圧電体であると弾性表面波には電磁波が付随する
。この電磁波は基板表面にもしみ出しているため、基板
表面上に導電性物質があるとその表面のキャリヤと相互
作用を起こし、弾性表面波の伝播速度や伝播損失が変化
する。本発明はこの弾性表面波と導電性物質との相互作
用を利用して金属イオンを検知する方式を新規に案出し
たものである。すなわち、本発明による金桐イオン検知
器は圧電体基板上に弾性表面波励振用電極ならびに弾性
表面波受信用電極を設は且つ該励振用電極と該受信用電
極との間に増幅器を挿入し且つ発振検出部を具備してな
る弾性表面波発振器において該圧電体基板上の弾性表面
波伝播路上にイオン透過用通路を設けることにより、従
来のＭＯ８型ＦＥＴを利用する金属イオン検知器でみら
れたナトリウム等の金属イオンの拡散による動作不安定
性を解消することができ、金属イオンを高感度に且つ安
定性よく検知できるようにしたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
圧電結晶ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯｓ）のＹ板１を
用い第１図に示したような弾性表面波遅延線を形成した
。弾性表面波動受信用のすだれ状電極２゜３を通常のホ
トリソグラフィーにより形成した。
用い第１図に示したような弾性表面波遅延線を形成した
。弾性表面波動受信用のすだれ状電極２゜３を通常のホ
トリソグラフィーにより形成した。
電極材料はＡｔで、電極指の対数、周期、交叉中はそれ
ぞれ１０本、６０μ”ｘｌｍである。またすだれ状電極
２．３の距離は７ｗａａである。このような弾性表面波
遅延線の中心周波数は約６０ＭＨｚで、遅延時間は約２
μ（５）である。次に遅延線路上にポリ塩化ビニルＣＰ
ＶＣ）中にナトリクムイオンと選択的錯形成能を持つニ
ュートラルキャリヤとジオクチルアジペートを分散保持
したナトリウムイオン透過膜４をディップコート法によ
り形成し、これをナトリウムイオン透過用通路とした。
ぞれ１０本、６０μ”ｘｌｍである。またすだれ状電極
２．３の距離は７ｗａａである。このような弾性表面波
遅延線の中心周波数は約６０ＭＨｚで、遅延時間は約２
μ（５）である。次に遅延線路上にポリ塩化ビニルＣＰ
ＶＣ）中にナトリクムイオンと選択的錯形成能を持つニ
ュートラルキャリヤとジオクチルアジペートを分散保持
したナトリウムイオン透過膜４をディップコート法によ
り形成し、これをナトリウムイオン透過用通路とした。
ナトリウムイオン透過用通路としては以上の有機膜の代
わりにＮＡ８ガラス等のＮ ａ ＋イオン透過性を持つ
無機酸化物を利用することもできる。この弾性表面波遅
延線を用い、第２図に示した構成で実験を行った。すだ
れ状電極２，３に増幅器５を接続し、弾性表面波遅延線
を帰還路とする弾性表面波発振器を構成し、ノズル７よ
り金属ナトリウム蒸気を噴出させて、その時の発振出力
の変化を発振検出部６で測定した。本検出器の応答の一
例を第３図に示す。第３図中矢印（Ａ）で示される時刻
に金属ナトリウム蒸気を噴出させたところ、約３分間に
わたり発振出力が減少し、その後定常状態に落ちついた
。発振出力が減少したのは金属ナトリウム蒸気が大気中
でイオン化し弾性表面波遅延線上に設けたイオン透過用
通路に進入したために透過用通路の電気伝播度が上昇し
、表面弾性波の伝播損失が増大したためである。また、
金属ナトリウム蒸気の濃度と発振出力値変化との相関を
調べたところ、１ｐｐｂから１１）ｐｍの濃度範囲にわ
たって再現性の良い濃度−出力変化曲線が得られた。
わりにＮＡ８ガラス等のＮ ａ ＋イオン透過性を持つ
無機酸化物を利用することもできる。この弾性表面波遅
延線を用い、第２図に示した構成で実験を行った。すだ
れ状電極２，３に増幅器５を接続し、弾性表面波遅延線
を帰還路とする弾性表面波発振器を構成し、ノズル７よ
り金属ナトリウム蒸気を噴出させて、その時の発振出力
の変化を発振検出部６で測定した。本検出器の応答の一
例を第３図に示す。第３図中矢印（Ａ）で示される時刻
に金属ナトリウム蒸気を噴出させたところ、約３分間に
わたり発振出力が減少し、その後定常状態に落ちついた
。発振出力が減少したのは金属ナトリウム蒸気が大気中
でイオン化し弾性表面波遅延線上に設けたイオン透過用
通路に進入したために透過用通路の電気伝播度が上昇し
、表面弾性波の伝播損失が増大したためである。また、
金属ナトリウム蒸気の濃度と発振出力値変化との相関を
調べたところ、１ｐｐｂから１１）ｐｍの濃度範囲にわ
たって再現性の良い濃度−出力変化曲線が得られた。
上記実施例では金属ナトリウム蒸気を検知する目的でナ
トリウムイオン選択的錯形成能を持つニュートラルキャ
リヤーをＰｖＣ中に可塑剤と伴に分散保持した有機膜を
用いたが、この他にＬｉイオン、ＣＳイオン、几ｂイオ
ン等と選択的錯形成能ヲ持つニュートラルキャリヤーを
用いてＬｉイオン、Ｃｓイオン、Ｒｈイオン検知器を全
く同様に形成できることは言うまでもない。
トリウムイオン選択的錯形成能を持つニュートラルキャ
リヤーをＰｖＣ中に可塑剤と伴に分散保持した有機膜を
用いたが、この他にＬｉイオン、ＣＳイオン、几ｂイオ
ン等と選択的錯形成能ヲ持つニュートラルキャリヤーを
用いてＬｉイオン、Ｃｓイオン、Ｒｈイオン検知器を全
く同様に形成できることは言うまでもない。
上記のように本発明による金属イオン検知器は、圧電体
基板上に弾性表面波励振用電極ならびに弾性表面波受信
用電極を設は且つ該励振用電極と該受信用電極との間に
増幅器を挿入し且つ発振検出部を具備してなる弾性表面
波発振器において該圧電体基板上の弾性表面波伝播路上
にイオン透過用通路を設けたことにより大気中の金属イ
オンを高感度に且つ安定性よく検知できる効果がある。
基板上に弾性表面波励振用電極ならびに弾性表面波受信
用電極を設は且つ該励振用電極と該受信用電極との間に
増幅器を挿入し且つ発振検出部を具備してなる弾性表面
波発振器において該圧電体基板上の弾性表面波伝播路上
にイオン透過用通路を設けたことにより大気中の金属イ
オンを高感度に且つ安定性よく検知できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例における金属イオン検知器の
発掘素子を示す鳥敵図、第２図は本発明の一実施例にお
ける金属イオン検知器の回路等を示す説明図、第３図は
第２図の構成に従う金属イオン検知器の応答特性を示す
図である。 ｌ・・・圧電体（ＬｊＮｂＯｓｌｉ板、２．３・・・す
だれ状電極、４・・・イオン透過性通路、５・・・増幅
器、６・・・発第 １ 口 ／ 第 ３ 図 な慎に欠カ咳→ヒ、（ｄＢ）
発掘素子を示す鳥敵図、第２図は本発明の一実施例にお
ける金属イオン検知器の回路等を示す説明図、第３図は
第２図の構成に従う金属イオン検知器の応答特性を示す
図である。 ｌ・・・圧電体（ＬｊＮｂＯｓｌｉ板、２．３・・・す
だれ状電極、４・・・イオン透過性通路、５・・・増幅
器、６・・・発第 １ 口 ／ 第 ３ 図 な慎に欠カ咳→ヒ、（ｄＢ）
Claims (1)
- 圧電体基板上に弾性表面波励振用電極ならびに弾性表面
波受信用電極を設は且つ該励振用電極と該受信用電極と
を増幅器に結線挿入し且つ発振検出部を具備してなる弾
性表面波発振器において該圧電体基板上の弾性表面波伝
播路上にイオン透過用通路を設けたことを特徴とする金
属イオン検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210845A JPS60104244A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 金属イオン検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58210845A JPS60104244A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 金属イオン検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60104244A true JPS60104244A (ja) | 1985-06-08 |
Family
ID=16596061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58210845A Pending JPS60104244A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 金属イオン検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60104244A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04307351A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Hitachi Ltd | 冷蔵庫 |
| GB2371362A (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-24 | Univ Nottingham Trent | Monitoring apparatus and method for detecting particles in a gas stream using ionisation means and a SAW detector |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP58210845A patent/JPS60104244A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04307351A (ja) * | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Hitachi Ltd | 冷蔵庫 |
| GB2371362A (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-24 | Univ Nottingham Trent | Monitoring apparatus and method for detecting particles in a gas stream using ionisation means and a SAW detector |
| GB2371362B (en) * | 2001-01-18 | 2004-08-04 | Univ Nottingham Trent | Method and apparatus for monitoring atmospheric particulate matter |
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