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酸素感応皮膜の形成方法及びそれを利用した酸素センサー並びに圧力測定方法 実績あり

国内特許コード P000000764
整理番号 KN000420
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平09-207351
公開番号 特開平11-037944
登録番号 特許第3101671号
出願日 平成9年7月17日(1997.7.17)
公開日 平成11年2月12日(1999.2.12)
登録日 平成12年8月25日(2000.8.25)
発明者
  • 浅井 圭介
出願人
  • 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
発明の名称 酸素感応皮膜の形成方法及びそれを利用した酸素センサー並びに圧力測定方法 実績あり
発明の概要 低温でも高い酸素感度をもつ酸素反応皮膜の形成方法と、それを利用した酸素センサーならびに微量酸素雰囲気における圧力測定に関する特許である。
酸素感応皮膜の形成方法は、次の通りである。まず、アルミニウムやチタン等の金属母材面に多孔質の酸化皮膜を電解液中で電気化学的に形成させる。次に酸化皮膜が形成された金属母材を陰極に、酸素感応特性を有する電解性の光励起物質溶液に浸して、酸素感応物質を酸化皮膜の微細孔に吸着することで酸素感応皮膜が形成される。酸素感応物質として、ルテニウム、白金、オスミウム等の発光性の金属錯体や非発光性光化合物のTPP(テトラフェニルポルフィン)等が使用できる。
酸素感応皮膜が形成された金属母材を光ファイバーの先端に組み込んで、酸素センサーを形成し、ppmオーダーの微量酸素の検出や酸素漏れの検知を行うことができる。
また、微量酸素雰囲気における物体表面の圧力測定は、金属表面の酸素感応皮膜が発するルミネセンスの強度を光センサーで計測する。
従来技術、競合技術の概要 従来の酸素センサーとして酸素感応塗料が知られている。この酸素感応塗料は、光励起物質と酸素の直接接触が樹脂内の気体の拡散に依存することから、その酸素分圧が低下する問題があった。また、低温では、樹脂の酸素透過性が小さくなるため、酸素に対する感度が極めて小さくなる欠点もある。
さらに、従来の酸素センサーは高層大気圏環境での微量酸素検出や物体表面の微小圧力測定、低温風洞での試料表面の圧力分布測定には利用できなかった。
産業上の利用分野 金属母材表面に電気化学的に多孔質の酸化皮膜と酸素感応膜を形成する方法
酸素感応皮膜を利用した酸素センサー並びに微量酸素雰囲気における圧力測定方法
特許請求の範囲 【請求項1】 金属母材面に多孔質の酸化皮膜を形成する酸化皮膜形成工程、該酸化皮膜表面に酸素感応物質を電気化学的に吸着させる酸素感応物質吸着工程からなることを特徴とする酸素感応皮膜の形成方法。

【請求項2】 前記酸化皮膜形成工程は、金属母材を陽極として電解液中で電気化学的に前記金属母材に酸化皮膜を形成させ、前記酸素感応物質吸着工程は、酸化皮膜が形成された前記金属母材を陰極として、酸素感応特性を有する金属錯体の溶液に浸して、酸素感応物質を電気化学的に酸化皮膜の前記微細孔に吸着させる請求項1記載の酸素感応皮膜の形成方法。

【請求項3】 前記酸素感応物質が、酸素消光特性を有する光励起物質である請求項1又は2記載の酸素感応皮膜の形成方法。

【請求項4】 金属母材に形成された多孔性酸化皮膜に酸素感応物質を電気化学的に吸着させて形成してなることを特徴とする酸素センサー。

【請求項5】 前記酸素感応物質が酸素消光特性を有する光励起物質である請求項4記載の酸素センサー。

【請求項6】 前記酸素感応物質を吸着させた前記金属母材を光ファイバーの先端に組込んでなる請求項4又は5記載の酸素センサー。

【請求項7】 微量酸素雰囲気における物体表面の圧力測定方法であって、該物体表面に金属母材に形成された多孔性酸化皮膜に酸素消光特性を有する光励起物質を電気化学的に吸着してなる酸素感応皮膜を設け、該物体の酸素感応皮膜が微量酸素雰囲気で発するルミネセンスの強度又は寿命を、光センサーで計測することによって該物体表面の圧力分布を測定することを特徴とする微量酸素雰囲気における圧力測定方法。

【請求項8】 前記微量酸素雰囲気が低温風洞における低温窒素ガス雰囲気に微量の酸素を混入して形成した雰囲気であり、低温風洞における供試体表面の圧力分布測定方法である請求項7記載の圧力測定方法。

【請求項9】 前記微量酸素雰囲気が、高層大気環境等の低圧環境である請求項7記載の圧力測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
ライセンス状況 通常実施権[L06-22]
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