[发明专利]传感器元件、结露传感器、湿度传感器、结露探测方法及露点测量装置无效

专利信息
申请号: 201280029031.9 申请日: 2012-05-30
公开(公告)号: CN103620385A 公开(公告)日: 2014-03-05
发明(设计)人: 新田龙三;松村康史;榎本靖 申请(专利权)人: 新日铁住金化学株式会社
主分类号: G01N21/47 分类号: G01N21/47;G01N21/27
代理公司: 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 臧建明
地址: 日本东京千代*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 传感器 元件 湿度 探测 方法 露点 测量 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种可用于各种感测的传感器元件,作为其应用例的结露传感器、湿度传感器、结露探测方法及露点测量装置。

背景技术

纳米尺寸的微粒子除具有几何学的高比表面积以外,通过量子尺寸效应而显现出光学特性的变化、熔点的下降、高催化特性、高磁特性等。因此,期待所述微粒子获得催化反应或发光特性等化学的转换特性及物理的转换特性的提升等通过块体材料(bulk material)所无法获得的新功能,且此微粒子在电子材料、催化材料、荧光体材料、发光体材料、医药品等各种领域中正成为非常重要的材料。尤其,若为几nm~100nm左右的尺寸的金属微粒子,则具有微粒子中的电子与特定的波长的光产生相互作用而进行共振的局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance;LSPR)这一现象,近年来,正有效地利用此现象,研究在各种元件中的应用。此局域表面等离子体共振对于金属微粒子的周边介质的介电常数εm(λ)(=(nm(λ))2)(nm为其折射率)的变化敏感,因此具有“对应于金属微粒子的周边介质的介电常数(折射率)的变化,进行共振的波长变化”这一特征,且正积极地进行有效地利用此特征来应用于感测领域的研究。

然而,近年来,伴随电子信息社会的发展,正在利用各种电子元件。在制造电子元件的过程或利用电子元件的过程中,成为使电子电路等电子零件短路的原因的水分正变成大问题,而要求开发一种事先感知结露的方法。作为确认产生结露的温度的方法,可列举利用露点计所进行的露点温度的测定。露点计大致分为静电电容式露点计与冷却式露点计。静电电容式露点计是利用高分子化合物或氧化铝,测定由水分的附着所引起的电容的变化,从而测量露点的露点计。另外,冷却式露点计是将观测面冷却,并测定产生结露时的温度的露点计。但是,静电电容式露点计由于根据高分子化合物或氧化铝的电容的测定结果来间接地测定露点,因此存在无论如何露点都容易产生误差的问题。另外,镜面冷却式露点计虽然可获得比静电电容式露点计更准确的露点,但由于在镜面上产生结露后才测定露点温度,因此无法事先感知结露的产生。

另一方面,在专利文献1中记载有一种提前预知结露的结露预知装置。此发明具备导热元件、与此导热元件热耦合的结露传感器、以及对此导热元件供给电流的电源,且通过导热元件而将结露传感器保持得比周围温度低来预知结露。若使用此方法,则保持得比周围温度低的结露传感器先结露,因此可提前预知结露。但是,必须始终将结露传感器保持得比周围温度低,而需要冷却装置、温度控制装置及使其始终运转的电力。另外,在专利文献2中记载有如下的方法:将预测结露的表面的感应构件连接在加热装置与冷却装置上,通过加热装置而从表面的初始温度上升温度(ΔT),继而下降温度(2ΔT),并通过ΔT与2ΔT所需的时间比例来预知结露。但是,此方法为了预知结露而需要比较时间比例,因此存在预知结露需要某种程度的时间,而无法立即预知结露产生这一问题。

如上所述,用以预知结露的现有技术存在需要始终将结露传感器保持得比周围温度低的机构、或检测结露需要时间这一问题。因此,需要一种能够以更简便的方法,在短时间内高精度地检测或预知结露的技术。

另外,除结露传感器以外,也需要提供一种可更简便地在短时间内高精度地进行例如湿度变化、化学物质、生物分子等的检测的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开1989-127942号公报

专利文献2:日本专利特开1994-300721号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能够以简易的装置构成,高感度且迅速地进行各种检测的传感器元件。

解决问题的技术手段

本发明人等人鉴于所述实际情况而进行了努力研究,结果发现藉由利用使金属微粒子分散于具有三维的网眼结构的基质中而成的金属微粒子分散复合材料,而可制造对于被检测物质具有高感度的响应性的传感器元件,从而完成了本发明。

即,本发明的第1观点的传感器元件包括:金属微粒子分散复合体;以及检测部,检测由被检测物质与所述金属微粒子分散复合体的相互作用所产生的光学信号或电信号的变化。此传感器元件的特征在于:所述金属微粒子分散复合体包括具有固体骨架部及所述固体骨架部所形成的空隙的基质层、以及固定在所述固体骨架部的金属微粒子。

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