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公開番号2025144729
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044559
出願日2024-03-21
発明の名称電極材料選定装置および方法ならびに電極選定支援装置
出願人アズビル株式会社
代理人個人
主分類H01J 47/02 20060101AFI20250926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】紫外線センサの誤作動を抑制する。
【解決手段】仕事関数決定部101は、紫外線センサのカソード電極の仕事関数を求める。紫外線センサは、アノード電極とカソード電極との間の放電によって生じる電流に基づいて紫外線を検出するセンサである。仕事関数決定部101は、カソード電極の電極材料の情報およびカソード電極の作製条件を元にカソード電極の仕事関数を求める。選定部102は、原子の最稠密面の仕事関数が仕事関数決定部101で求めた値以上の金属をアノード電極の電極材料に選定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アノード電極とカソード電極との間の放電によって生じる電流に基づいて紫外線を検出する紫外線センサの前記カソード電極の仕事関数を求めるように構成された仕事関数決定部と、
原子の最稠密面の仕事関数が前記仕事関数決定部で求めた値以上の金属を前記アノード電極の電極材料に選定する選定部と
を備える電極材料選定装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１記載の電極材料選定装置において、
前記仕事関数決定部は、前記カソード電極の電極材料の情報および前記カソード電極の作製条件を元に前記カソード電極の仕事関数を求める
電極材料選定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の電極材料選定装置において、
電極として形成された状態の表面の原子面と、電極とするための加工方法と、仕事関数との関係が金属毎に記憶するように構成された記憶部を備え、
前記仕事関数決定部は、前記カソード電極の仕事関数の値を前記記憶部から抽出することで求め、
前記選定部は、原子の最稠密面の仕事関数が前記仕事関数決定部で求めた値以上の金属を前記記憶部から抽出することで選定する
電極材料選定装置。
【請求項４】
アノード電極とカソード電極との間の放電によって生じる電流に基づいて紫外線を検出する紫外線センサの前記カソード電極の仕事関数を求める第１ステップと、
原子の最稠密面の仕事関数が前記第１ステップで求めた値以上の金属を前記アノード電極の電極材料に選定する第２ステップと
を備える電極材料選定方法。
【請求項５】
請求項４記載の電極材料選定方法において、
前記第１ステップは、前記カソード電極の電極材料の情報および前記カソード電極の作製条件を元に前記カソード電極の仕事関数を求める
電極材料選定方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の電極材料選定方法において、
前記第１ステップは、電極として形成された状態の表面の原子面と、電極とするための加工方法と、仕事関数との関係が金属毎に記憶された記憶部から、前記カソード電極の仕事関数の値を抽出することで求め、
前記第２ステップは、原子の最稠密面の仕事関数が前記第１ステップで求めた値以上の金属を、前記記憶部から抽出することで選定する
電極材料選定方法。
【請求項７】
アノード電極とカソード電極との間の放電によって生じる電流に基づいて紫外線を検出する紫外線センサの前記アノード電極の電極材料の選定を支援する電極選定支援装置であって、
電極として形成された状態の表面の原子面と、電極とするための加工方法と、仕事関数との関係を金属毎に記憶するように構成された記憶部と、
前記カソード電極の材料とする第１金属および前記アノード電極の材料とする第２金属の情報を受け付けるように構成された受付部と、
前記受付部が受け付けた前記第１金属の各原子面に対応する仕事関数の第１値を前記記憶部より抽出する第１抽出部と、
前記受付部が受け付けた前記第２金属の各原子面に対応する仕事関数の第２値を前記記憶部より抽出する第２抽出部と、
前記第１値と前記第２値の大小関係を求めるように構成された算出部と、
前記算出部が求めた前記第１値と前記第２値の大小関係を、前記第１値に対応する前記第１金属の原子面および前記第２値に対応する前記第２金属の原子面とともに提示するように構成された提示部と
を備える電極選定支援装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極材料選定装置および方法ならびに電極選定支援装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車のボディーや部品の塗装ラインの乾燥炉、アルミや亜鉛ダイキャストの溶解炉、および金属部品の焼き入れ用の熱処理炉などの各種工業炉において、燃焼安全装置の火炎検出センサとして紫外線センサが用いられている。
【０００３】
紫外線センサは、図６に示すように、ガラス容器５０１の中に封止された円板状のカソード電極５０３とアノード電極５０４とを備えている。アノード電極５０４には、複数の貫通孔５０４ａが網目状に形成されている。アノード電極５０４は、導電性の支柱５０５に支持され、カソード電極５０３は、導電性の支柱５０６に支持されている。また、ガラス容器５０１の上面の天板５０２は、紫外線が透過可能なガラスから構成されている。また、ガラス容器５０１の内部には、例えば、ネオンと水素との混合ガスが封入されている。
【０００４】
紫外線センサでは、天板５０２を通過した紫外線がアノード電極５０４の貫通孔５０４ａを通過してカソード電極５０３に到達すると、光電効果により電子が放出され、アノード電極５０４とカソード電極５０３の間に電流が流れ、この後、封入ガス・電圧により電子なだれが発生して放電が開始される。この、アノード電極５０４とカソード電極５０３との間に流れる電流に基づいて、天板５０２を通過した特定波長の紫外線のみが紫外線センサによって検出される。
【０００５】
なお、光電効果とは、物質が光を吸収した際に内部の電子が励起され、それに伴って電子が飛び出す現象を言う。この光電効果において、物質表面から電子を１つ取り出すのに必要なエネルギーは仕事関数と呼ばれ、入射される光のエネルギーをｈν、仕事関数をＷ、物質から飛び出す電子の運動エネルギーをＥとした場合、Ｅ＝ｈν－Ｗと表される。
【０００６】
紫外線センサは、使用されるフィールドによって、検出すべき紫外線の限界感度波長が異なる。紫外線センサでは、例えば、カソード電極の電極材料としてタングステンが用いられているが、このタイプの紫外線センサでは、火炎を検出することができないフィールドがある。このようなフィールドでは、カソード電極の電極材料を変更して、例えば２６０ｎｍ～３００ｎｍというように、限界感度波長を拡大する。
【０００７】
紫外線センサのカソード電極の電極材料として用いる金属の選定にあたっては、金属の種類および結晶の面方位毎に定められている仕事関数や、そこから計算される限界感度波長を参照して、カソード電極に要求される使用を満たす金属を選定することが重要となる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１９－０２０２２２号公報
【非特許文献】
【０００９】
真下正夫、「薄膜結晶の配向性」、表面科学、第２巻、第１号、４６－５６頁、１９８１年。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、火炎検出を行うフィールドの要求に対してカソード電極の電極材料を選定したとしても、アノード電極の電極材料を適切に選定しなければ、紫外線センサは誤検出する可能性がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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