게시 및 게시 날짜 : 2006/08/23

넓은 농도 범위를 가진 안전한 바카라 사이트 누출 감지 센서가 성공적으로 개발되었습니다

-안전한 바카라 사이트 관련 시설 등의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해-

포인트

  • 우리는 공기 중 안전한 바카라 사이트 농도를 05 ppm에서 5%로 감지하는 미세 발전 안전한 바카라 사이트 센서를 개발했습니다
  • 안전한 바카라 사이트를 태우는 고성능 세라믹 지원 백금 촉매를 통합하는 기술을 개발함으로써 센서 요소의 감도와 내구성을 크게 향상시키는 데 성공했습니다

요약

바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")고급 제조 프로세스 연구 부서[Department Director Mitome Hideto] 센서 통합 연구 그룹 [그룹 디렉터 Matsubara Ichiro] Shin Usoku 최고 연구원은 광범위한 농도에서 안전한 바카라 사이트를 감지하는 안전한 바카라 사이트 누출 감지 센서를 성공적으로 개발했습니다 이 센서는 전력이 거의없고 실리콘 칩에 통합 할 수 있으며 안전한 바카라 사이트 스테이션과 같은 안전한 바카라 사이트 관련 시설에 적용될 것으로 예상됩니다

mems(마이크로 전기 기계 시스템)는 단일 실리콘 기판에 기계적 구성 요소 부품, 센서, 전자 회로 등을 통합하는 방법이며,이를위한 기본 기술로서 3D 형상 무료 처리 기술 (3 차원 구조의 패턴 형성 기술)은 중요한 기술 문제입니다 이 연구에서는 세라믹 지원 백금 촉매를 소개 할 것입니다열전 변환 MEMS 장치위에 패터닝을위한 기술을 개발함으로써, 더 많은 촉매 성능을 나타낼 수 있고 매우 민감하고 내구성이 뛰어난 미세 발열 안전한 바카라 사이트 센서를 생성 할 수 있습니다

 

이러한 결과는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (NEDO) 프로젝트 "안전한 바카라 사이트 안전 활용 및 기타를위한 기본 기술 개발"을 통해 얻었습니다

개발 된 미세 요소 사진

그림 1 개발 된 미세 요소의 사진


개발의 사회적 배경

최근 몇 년 동안 연료 전지 기술이 발전해 왔으며 주변 기술의 개발이 필요합니다 또한 연료 전지의 초기 단계가 원활하게 퍼지려면 안전한 바카라 사이트를 안전하게 사용하기위한 기술이 필요합니다 공기의 4%만이 4%로 함유되면 안전한 바카라 사이트가 폭발 할 것이므로 안전한 바카라 사이트 가스 누출 감지 기술로서, 폭발 한계 농도의 낮은 폭발 제한 농도의 4%로 정확하게 측정 할 수있는 안전한 바카라 사이트 센서가 필요합니다 하지만,고양이 연소 유형반도체 유형와 같은 기존의 안전한 바카라 사이트 가스 센서는 낮은 농도에서 PPM의 순서에 이르기까지 넓은 범위에 걸쳐 검출하기가 어려웠습니다

연구 기록

기존의 촉매 연소 가스 센서는 감지 신호가 센서의 저항 변화이며, 감도는 낮은 농도에서 상당히 낮기 때문에 고농도로 측정하는 데 능숙합니다 예를 들어, 촉매 연소 유형의 경우, 연소 열 발생으로 인한 온도 변화가 001 ° C 인 경우, 저항 변화는 0004%에 불과하므로 저항의 작은 변화를 측정하기가 어렵고 실제로는 측정 할 수 없습니다 열전 안전한 바카라 사이트 센서는 표면의 일부에 형성된 열전 전환 필름 및 백금 촉매 필름으로 구성되며, 열전 전환 필름을 사용하여 안전한 바카라 사이트와 촉매 사이의 발열 반응에 의해 생성 된 국소 온도 차이를 전환시킨다 작동 원리는 국소 온도 차이가 전압으로 직접 변환되고 고성능 열전제 재료를 사용하면 온도를 측정 할 수 있다는 것입니다

AIST에 의해 개발 된 열전 안전한 바카라 사이트 센서는 촉매 반응과 열전 전환 기능을 결합하며, 장치 자체에 의해 생성 된 전압을 신호로 사용하기 때문에 광범위한 측정 가능한 농도를 사용하고, 주변 온도의 변동에 덜 민감하며, 드리프트를 갖지 않는 특성을 갖는다 안전한 바카라 사이트 센서 의이 운영 원리는 Nedo의 산업 기술 연구 보조금 프로젝트 "열전 산화물을 사용한 새로운 유형의 안전한 바카라 사이트 가스 센서 개발"을 통해 개발되었지만 저렴한 고도로 민감한 요소의 개발에는 센서 요소의 소형화, 통합 및 마이크로 리터 기술의 개발이 필요했습니다

이 결과는 NEDO 프로젝트의 "열전 안전한 바카라 사이트 센서의 연구 및 개발"을 통해 얻어졌으며, 이는 Microelectronic 안전한 바카라 사이트 센서의 기술 개발의 일환으로 NEDO 프로젝트의 일부로 안전한 바카라 사이트 안전과 같은 기본 기술을 지속적으로 개발했습니다

연구 컨텐츠

이 연구 개발에서 우리는 박막 열전 전기 필름, 촉매 필름, 전극 및 배선 및 실리콘 웨이퍼의 히터를 형성하는 마이크로 센서 요소에 대한 제조 기술을 개발했습니다 (그림 1) 동시에, 우리는 또한 센서 요소의 내구성을 향상시키고 비용을 줄이기 위해 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다 열전 전환 장치의 원소 기술은 스퍼터 증착입니다Sige퇴적 과정을 사용하여 박막 패턴 기술을 개발했습니다 열처리 SIGE 열전 전환 재료는 높은 열전적 특성을 가지며 실리콘 공정과의 호환성이 우수합니다 촉매는 대기 수증기의 영향을 제거하고 안정적인 작동을 보장하기 위해 100 ℃에서 유지된다 촉매 온도를 유지하는 히터 통합 기술로서, MEMS 기술을 사용하여 우수한 열 차폐를 갖는 마이크로 히터를 제조했습니다 열전 패턴, 마이크로 히터 및 촉매의 3 가지 요소 구성 요소의 약 1 x 2 mm2|, 4 × 4mm2

고성능 세라믹 촉매 물질을 포함하는 마이크로 센서 요소는 안전한 바카라 사이트 검출 성능을 크게 향상시켰다 무화과 도 2는이 연구에서 세라믹 촉매와 이전 벌크 유형 열전 안전한 바카라 사이트 센서를 사용하여 마이크로 니 전기 안전한 바카라 사이트 센서의 안전한 바카라 사이트 농도와 신호 전압 사이의 관계를 보여준다 두 경우 모두, 촉매 온도는 대기에서 수분의 영향을 방지하고 촉매 반응의 안정성을 유지하기 위해 100 ℃에서 유지되었다 지구 대기에는 약 05 ppm의 안전한 바카라 사이트가 있으며, 안전한 바카라 사이트는 공기에서 4% 이상 폭발합니다 발달 된 미세 미생물 안전한 바카라 사이트 센서는 선형성으로 대기에서 05 ppm에서 5%로 안전한 바카라 사이트 농도를 감지 할 수 있기 때문에 최고의 안전한 바카라 사이트 누출 감지 센서입니다

요소의 감지 된 안전한 바카라 사이트 농도 범위 및 자발적 전압 신호의 다이어그램

그림 2 : 원소에서 열전 안전한 바카라 사이트 센서와 자발적 전압 신호의 감지 된 안전한 바카라 사이트 농도 범위 (이전 열전 안전한 바카라 사이트 센서와 비교)

세라믹 지원 백금 촉매의 또 다른 큰 이점은 내구성입니다 세라믹 지원 백금 촉매가 통합 된 미세 발전 안전한 바카라 사이트 센서는 약 65% 실온 및 상대 습도의 대기에서 연속적으로 작동하였고, 100ppm, 1000 ppm 및 1%의 안전한 바카라 사이트 농도에 대한 반응 특성은 3 개월 동안 평가되었으며, 성능은 충분히 안정적으로 확인되었다 개발 된 센서의 특징은 마이크로 센서가 기존의 반도체 프로세스를 사용하여 실리콘 기판에 통합되므로 향후 센서 신호를 쉽게 통합하여 소형화 및 대량 생산으로 인해 비용을 쉽게 줄일 수 있으며 실제 사용에 대한 높은 전망이 있습니다

미래 계획

우리는 개발 된 안전한 바카라 사이트 센서 요소의 프로토 타입을 제공하고 안전한 바카라 사이트 관련 시설 등에서 실용적으로 만드는 것을 목표로합니다



터미널 설명

◆ mems
mems (마이크로 전기 기계 시스템Microelectromechanical System)는 전기 회로 (제어 장치) 및 미세한 기계적 구조 (구동 장치)가 하나의 기판에 통합되고 반도체 제조 기술 및 레이저 처리 기술과 같은 다양한 마이크로 입력 기술을 사용하여 제조되는 부분을 나타냅니다 정보 및 커뮤니케이션, 의료 및 생명 공학 및 자동차를 포함하여 다양한 분야에서 작고 정확한 에너지 절약 키 장치 일 것으로 예상됩니다 일본 기업들은 현재까지 실질적으로 사용 된 MEMS 기술 분야에서 잘 해왔지만 서방 국가들은 통신 및 프로젝터에 사용되는 광학 MEM의 분야와 가스 센서와 같은 화학 MEM에 참여해 왔으며, 이는 향후 실질적으로 사용될 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 열전 변환 MEMS 장치
열전 전환 기능을 사용하는 미세 요소 가보고되기 시작한 것은 비교적 최근에 불과했습니다 이에 대한 이유는 실리콘의 이방성 에칭과 같은 미세 가공 기술에 의해 국소화 된 열 장벽이 가능하여 마이크로 트로 전기 변환 요소를 쉽게 적용 할 수 있기 때문입니다 그 중에서 온도 변화를 정확하게 감지하는 센서가 비교적 빠르게 적용되었습니다 예를 들어, 비 공간 유형의 적외선 카메라에 적용되는 유량계 또는 열이 전형적인 예입니다 열전 안전한 바카라 사이트 센서의 성능을 향상 시키려면 요소의 열 용량을 줄이고 동시에 열 셧다운을 수행하여 작은 열 발생조차도 온도를 증가시킬 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ "촉매 연소 유형", "반도체 유형", "열전 전기"
대부분의 상업적으로 이용 가능한 안전한 바카라 사이트 센서는 촉매 또는 반도체입니다 이 두 가지 모두 JIS M7626의 설명에 자세히 설명되어 있습니다 촉매 연소 유형은 신호를 사용하여 촉매 연소에 의해 생성 된 열로 인해 장치 온도의 약간의 증가 (히터의 저항 변화)를 유발하므로 감도가 낮은 가스 농도에서 열악하고 1000ppm ~ 몇 %의 검출 농도 범위에서 사용됩니다 반도체 유형의 경우, 표면이 가연성 가스에 의해 감소 될 때 저항이 변하지만, 특정 가스 농도 이상에서 포화 될 때 저항이 변할 때 저항이 변한다 따라서 일반적으로 5000 ppm 미만의 검출 농도 범위에서 사용됩니다 열전 유형은 표면의 일부에 형성된 열전 전환 필름 및 촉매 필름으로 구성되며, 열전 전환 필름을 사용하여 가스와 촉매 사이의 발열 반응에 의해 생성 된 국소 온도 차이를 변환한다[참조로 돌아 가기]
◆ Sige
SIGE는 1960 년대 후반 Apollo 프로젝트에서도 사용 된 매우 신뢰할 수있는 열전 전환 재료이며 최근 전자 부품의 박막 재료로 주목을 받았습니다 공정 온도는 실리콘 공정 온도보다 수백도 낮으며, 최근 몇 년 동안 여러 GHz 대역에서 고속 트랜지스터 요소 또는 극저온 작동 요소 및 실리콘 요소의 속도를 높이기위한 중간 층 재료로서 활성화되었습니다[참조로 돌아 가기]



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