成果報告書詳細
管理番号20090000000571
タイトル平成19年度-平成20年度成果報告書 揮発性有機化合物対策用高感度検出器の開発 デバイス化の研究開発およびモニタリング併用型換気システム開発のための調査
公開日2009/9/29
報告書年度2007 - 2008
委託先名パナソニック電工株式会社
プロジェクト番号P05030
部署名環境技術開発部
和文要約1.研究開発の内容及び成果等 【A】デバイス化の研究開発  独立行政法人産業技術総合研究所にて開発されたセンサ素子を用い、素子周辺技術を開発することによりデバイス化を行った。またセンサ駆動用回路を設計、作製し、デバイスと組み合わせてプロトタイプを試作して、基幹技術の実用性を確認した。 具体的な内容は次のとおり。 (1)素子周辺技術の開発によるデバイス化 独立行政法人産業技術総合研究所にて開発された、アルデヒド系及び芳香族系揮発性有機化合物用センサ素子をそれぞれチップ実装法、ディスペンサー法によってアレイ化しデバイスとした。このアレイ化デバイスを、ワイヤーボンドにより、金属ステムに実装しパッケージングした。 (2)センサ駆動用回路の開発によるプロトタイプ作製 センサ駆動用及び信号処理用回路を開発し、芳香族系、T-VOC、アルデヒド系の3種類のプロトタイプを作製した。 抵抗測定は、高精度測定が可能となるようにマルチレンジ方式を検討し、センサ素子のV-I特性からアルデヒド系と芳香族系は定電流方式、T-VOCは電圧降下方式を選定した。 芳香族系プロトタイプでは、トルエンとキシレンを対象ガスとした時に、それぞれ厚生労働省の指針値の1/2の濃度を精度良く検出できることを確認した。T-VOCプロトタイプでは、独立行政法人産業技術総合研究所が設定した基準T-VOCガスを対象ガスとした時に、厚生労働省の指針値の1/2の濃度を精度良く検出できることを確認した。アルデヒド系プロトタイプでは、2種類のセンサ素子をアレイ化したデバイスを用い、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド混合ガスの個別濃度を算出できるシステムを開発した。 芳香族系プロトタイプについては、回路基板を小型化し、筐体を新たに設計し、より実用に近い小型プロトタイプを試作し、さらに以下の機能を付与した。1.パソコンを接続せずに単独動作可能なモード 2.測定前にセンサ素子表面の吸着成分を除去するリフレッシュ機能 3.抵抗値のドリフト現象に対応したゼロ点校正機能 4.しきい値以上の濃度を検出した際に、接続した換気装置が作動する機能。 小型プロトタイプについても、トルエンとキシレンを対象ガスとした時に、それぞれ厚生労働省の指針値の1/2の濃度を精度良く検出できることを確認した。また、ゼロ点校正機能によってより高精度な濃度検出を確認した。 【B】モニタリング併用型換気システム開発のための調査  開発中の検出器により有効に化学物質の検知を行い、最適な換気量制御で化学物質対策と省エネルギーを両立させる換気システムモデルを提案し、実大住宅にて実証実験を行い効果の確認を行った。   具体的な内容は次のとおり。 モニタリング併用型換気システムモデルの提案  室内の化学物質をモニタリングできるデバイスを利用した換気システムモデルを提案した。また、化学物質発生源の近くから速やかに化学物質を排出するために汚染源特定の検出方式を提案した。 実大住宅における換気システムモデルの検証  提案した換気システムモデルの実証実験を行うために財団法人ベターリビング筑波試験場の実大実証住宅を選定して設備の改造工事を行った。モニタリング装置としてマルチポイントガスモニタの改造を行いモデルガス(N2O)ガスの濃度に応じて3段階の換気風量調節が可能なことを確認した。リビングダイニングにおいて化学物質の濃度をモニタリングしながら換気量の制御を行い一定濃度以下の室内化学物質濃度を維持できることを確認した。室内の化学物質測定に関する吸着性能の影響を確認した。
英文要約Panasonic Electric Works Co., Ltd. takes charge of【A】the development of device technology of sensors, 【B】The investigation for the ventilation system that used the monitor. 【A】the development of device technology of sensors : We fabricated the arrayed devices of the sensor elements which were developed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). On the aldehyde specific sensor, two kinds of sensor elements were attached on the ceramics substrate with resistive heaters. On the aromatic VOC specific sensor, WO3 thin films were fabricated on the Si substrate by micro injection method. The Si substrate was fabricated by using MEMS techniques, and has diaphragm structure with resistive micro-heaters. On the other hand, we fabricated three types of prototypes which were aromatic VOC specific sensor, T-VOC specific sensor and aldehyde specific sensor by developing the drive control circuit and the signal processing circuit. The prototype of the aromatic VOC specific sensor could detect the half concentrations of the guidance values of toluene and xylene by Ministry of Health, Labor and Welfare (MHLW). The prototype of the T-VOC specific sensor could detect the half concentration of the guidance value of T-VOC by MHLW. Additionally, we fabricated the small size prototype of the aromatic VOC specific sensor. It has various functions that were based on the practical use of VOC gas detector. And we confirmed the accuracy of gas detection, and effect of various functions.  【B】The chemical was detected effectively because of the detector under development, it proposed the ventilation system model to make them unite the chemical measures and energy conservation in the best ventilation amount control, and the effect of doing ..proof experiment.. was confirmed in a real large house. The investigation for the ventilation system that used the monitor.:A concrete content is as follows. The type of monitor using together ventilation system model's proposal.It proposed the ventilation system model using the device that was able to monitor the indoor chemical. Moreover, to exhaust the chemical promptly near the chemical source, it proposed the detecting scheme of a specific polluter. The ventilator was verified in real large experiment room. The multi point gas monitor was remodeled as a monitor device and it was confirmed that the ventilation style amount adjustment in three stages was possible in proportion to the density of model gas (N2O) gas. It was confirmed to be able to control the ventilatory volume while monitoring the density of the chemical in the living dining and to maintain the density of the indoor chemical below a constant density. The influence of the adsorptive performance concerning the indoor chemical measurement was confirmed.
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