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公開番号2024124400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2024032101
出願日2024-03-04
発明の名称アンモニアセンサ及びその製造方法
出願人学校法人創価大学
代理人デロイトトーマツ弁理士法人
主分類G01N 21/41 20060101AFI20240905BHJP(測定;試験)
要約【課題】センサ部に電流を供給することなく、アンモニアを検知することが可能なアンモニアセンサを提供する。
【解決手段】アンモニアセンサ1は、コア5a及びクラッド6aを有する光伝送部2,2と、光伝送部2,2のコア5a及びクラッド6aに各々連なるコア5b及びクラッド6bを有するヘテロコア部3とを有し、ヘテロコア部3のコア5bが光伝送部2のコア5aとは直径が相違する光ファイバ4と、ヘテロコア部3のクラッド6bの外周面に、ITOナノ粒子からなるITO膜8とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コア及びクラッドを有する光伝送部と、該光伝送部のコア及びクラッドに各々連なるコア及びクラッドを有するヘテロコア部とを有し、該ヘテロコア部のコアが該光伝送部のコアとは直径が相違する光ファイバと、
前記ヘテロコア部のクラッドの外周面に、ＩＴＯナノ粒子からなるＩＴＯ膜とを備えることを特徴とするアンモニアセンサ。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記ヘテロコア部のクラッドの外周面と前記ＩＴＯ膜と間に、ポリリジンからなる被覆膜を備えることを特徴とする請求項１に記載のアンモニアセンサ。
【請求項３】
前記ＩＴＯ膜の外周面に、ＢＣＰからなるＢＣＰ膜を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンモニアセンサ。
【請求項４】
コア及びクラッドを有する光伝送部と、該光伝送部のコア及びクラッドに各々連なるコア及びクラッドを有するヘテロコア部とを有し、該ヘテロコア部のコアが該光伝送部のコアとは直径が相違する光ファイバを用意する工程と、
前記光ファイバをＩＴＯナノ粒子懸濁液に浸漬し、前記ヘテロコア部のクラッドの外周面にＩＴＯナノ粒子からなるＩＴＯ膜を形成する工程とを備えることを特徴とするアンモニアセンサの製造方法。
【請求項５】
前記ヘテロコア部のクラッドの外周面にＩＴＯナノ粒子からなるＩＴＯ膜を形成した光ファイバをＢＣＰ水溶液に浸漬し、前記ＩＴＯ膜の外周面にＢＰＣ膜を形成する工程を備えることを特徴とする請求項４に記載のアンモニアセンサの製造方法。
【請求項６】
前記ＩＴＯ膜を形成した光ファイバを乾燥する工程を備え、
当該乾燥した光ファイバを前記ＢＣＰ水溶液に浸漬し、前記ＩＴＯ膜の外周面に前記ＢＰＣ膜を形成することを特徴とする請求項５に記載のアンモニアセンサの製造方法。
【請求項７】
アンモニアを検知する際に前記光伝送部のコアに入射させる光線の波長に応じて、前記ＩＴＯナノ粒子懸濁液のｐＨ及び前記浸漬の回数を調整することを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載のアンモニアセンサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアセンサ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、コア及びクラッドを有する光伝送部と、光伝送部のコア及びクラッドに各々連なり、光伝送部のコアと異なる直径のコア及びクラッドを有するヘテロコア部とを備えるヘテロコア光ファイバを各種センサに用いることが検討されている。
【０００３】
従来、ヘテロコア光ファイバを用いるヘテロコア光ファイバセンサとして、例えば、ヘテロコア部のクラッドの外周面に形成された表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）又は局在表面プラズモン共鳴（ＬＳＰＲ）を励起することが可能な金属膜と、金属膜の外周面に形成された誘電体膜と、誘電体膜の外周面に形成された水素吸蔵金属膜とを備える水素センサが特許文献１に開示されている。
【０００４】
この水素センサによれば、光伝送部のコアからの伝搬する光をヘテロコア部のコアの外界から漏洩可能にして、ヘテロコア部のクラッドの外周面に形成された金属膜に表面プラズモン共鳴又は局在表面プラズモン共鳴を励起させることができる。
【０００５】
そこで、ヘテロコア光ファイバ水素センサを水素雰囲気中に配置すると、水素吸蔵金属膜が水素を含み、その誘電関数及び屈折率が変化し、該誘電関数の変化によって金属膜における、表面プラズモン共鳴又は局在表面プラズモン共鳴の共鳴波長が変化するので、該共鳴波長の変化量から水素を計測することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－５９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記水素センサは、水素という特定の化学種を検知の対象とするだけであり、他の化学種、例えば、アンモニアを検知の対象とすることはできない。
【０００８】
ところで、アンモニア（ＮＨ
３
）は肥料、化学製品等の製造に必要な原料であり、様々な場所で使用されている。しかし、高濃度のアンモニアガスは人体に有害であるため、基準値以上の濃度のアンモニアガスを検知するアンモニアセンサが必要である。従来、アンモニアの検知方法として、半導体式、接触燃焼式、電気化学式、非分散型赤外線式などが知られている。
【０００９】
しかし、これらの検知方法は、いずれもセンサ部に電流を供給する必要があるが、アンモニアガスは可燃性ガスであるので、使用可能な場所が限定されるという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、センサ部に電流を供給することなく、アンモニアを検知することが可能なアンモニアセンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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