(57)【要約】【課題】環境中の腐食性ガスの影響を比較的短時間で精度よく評価できるＱＣＭセンサ装置及び腐食環境評価方法を提供する。【解決手段】ＱＣＭセンサ装置は、腐食性ガスにより腐食される第１の金属膜３１ａを備えた第１のＱＣＭセンサ１１と、腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜３１ｂを備えた第２のＱＣＭセンサ１２と、第１のＱＣＭセンサ１１及び第２のＱＣＭセンサ１２の表面に水分を付着させる水供給装置１４と、制御部２０とを有する。制御部２０は、第１のＱＣＭセンサの共振周波数から第２のＱＣＭセンサ１２の共振周波数を減算して第１の金属膜３１ａの腐食量を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、
前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサと、
前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサの表面に水分を付着させる水供給装置と、
前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する制御部と
を有することを特徴とするＱＣＭセンサ装置。
【請求項２】
更に、振動部分が容器内に密閉された第３のＱＣＭセンサを有し、
前記制御部は前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第３のＱＣＭセンサの共振周波数を減算し、その結果が予め設定された設定値に到達すると前記水供給装置を駆動して前記第１のＱＣＭセンサ、前記第２のＱＣＭセンサ及び前記第３のＱＣＭセンサの表面に水を付着させることを特徴とする請求項１に記載のＱＣＭセンサ装置。
【請求項３】
前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサの基本共振周波数が同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＱＣＭセンサ装置。
【請求項４】
前記水供給装置は、インクジェット方式のヘッドから水分を噴射するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ装置。
【請求項５】
腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサとを同一環境に配置する工程と、
前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサに水分を付着させる工程と、
前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する工程と
を有することを特徴とする腐食環境評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境中の腐食性ガスの評価等に使用するＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）センサ装置及び腐食環境評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やサーバルーム等の施設には様々な電子機器が設置されるが、それらの電子機器が設置される環境中には硫化水素（Ｈ2Ｓ）ガスや亜硫酸ガス等の腐食性ガスが含まれることがある。腐食性ガスは、電子機器内の部品を腐食して、電子機器の故障や特性の劣化などの不具合を引き起こす。このため、電子機器が設置された環境中の腐食性ガスを監視して、必要に応じて適切な対策を早めにとることが好ましい。
【０００３】
また、宝飾品が腐食性ガスに晒されると腐食が発生して、価値が大幅に低下してしまう。このため、高価な宝飾品を展示又は保管する環境中の腐食性ガスを監視することが必要になることもある。
【０００４】
腐食性ガスの監視に好適なセンサとして、ＱＣＭセンサが知られている。一般的なＱＣＭセンサは、薄板状の水晶振動子と、水晶振動子の両面に形成された一対の駆動電極と、腐食性ガスにより腐食しやすい金属で形成された金属膜とを有する。ＱＣＭセンサの構造を簡略化するために、駆動電極自体を腐食性ガスにより腐食しやすい金属で形成することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３００２４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３４０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
環境中の腐食性ガスの影響を比較的短時間で精度よく評価できるＱＣＭセンサ装置及び腐食環境評価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】
【０００７】
開示の技術の一観点によれば、腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサと、前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサの表面に水分を付着させる水供給装置と、前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する制御部とを有するＱＣＭセンサ装置が提供される。
【０００８】
開示の技術の他の一観点によれば、腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサとを同一環境に配置する工程と、前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサに水分を付着させる工程と、前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する工程とを有する腐食環境評価方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上記一観点に係るＱＣＭセンサ装置及び腐食環境評価方法によれば、第１のＱＣＭセンサの表面に水分を付着させることにより第１の金属膜の腐食を加速する。また、第１のＱＣＭセンサの共振周波数から第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算することにより、水分の付着にともなう質量の変化及び温度の変化の影響をキャンセルし、第１の金属膜の腐食による共振周波数の変化量を抽出する。これにより、環境中の腐食性ガスの影響を比較的短時間で精度よく評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＱＣＭセンサ装置を例示する模式的正面図である。
【図２】図２は、同じくその模式的側面図である。
【図３】図３（ａ）はＱＣＭセンサの平面図、図３（ｂ）はＱＣＭセンサの断面図である。
【図４】図４は、ＱＣＭセンサの共振周波数の変化量の経時的変化を調べた結果を示す図である。
【図５】図５は、硫化水素を０．２５ｐｐｍの濃度で含む雰囲気中に複数のＱＣＭセンサを設置し、それらのＱＣＭセンサの湿度による周波数の経時変化の違いを調べた結果を示す図である。
【図６】図６は、図５から２０時間のときの周波数変化量を抽出し、湿度と共振周波数の変化量との関係を示した図である。
【図７】図７は、各ＱＣＭセンサの共振周波数の経時的変化を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＱＣＭセンサ装置を使用した腐食環境評価方法を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）は第２の実施形態に係るＱＣＭセンサ装置の模式側面図、図９（ｂ）は同じくその上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１２】
ＡＴカットの水晶振動子を用いたＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）センサの場合、検出感度は下記（１）式に示すSaurbreyの式で表される。
【００１３】
【数１】
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ここで、ｆはＱＣＭセンサの基本共振周波数、Δｆは共振周波数の変化量、Ｓは駆動電極の面積、μは水晶のせん断応力、ρは水晶の密度、Δｍは質量の変化量である。
【００１４】
例えば、基本共振周波数ｆが９ＭＨｚのＱＣＭセンサの場合、１ｎｇの質量の変化を１Ｈｚの変化として計測でき、腐食による金属膜の質量変化を高感度で検出することができる。そのため、腐食性ガスにより腐食しやすい金属膜を備えたＱＣＭセンサを使用すれば、環境中の腐食性ガスの影響を精度よく評価することができる。
【００１５】
しかし、腐食性ガスの影響を精度よく評価するためには、金属膜の腐食がある程度進行するための時間が必要である。以下の実施形態では、環境中の腐食性ガスの影響を比較的短時間で精度よく評価できるＱＣＭセンサ装置及び腐食環境評価方法について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るＱＣＭセンサ装置を例示する模式的正面図、図２は同じくその模式的側面図である。
【００１７】
本実施形態に係るＱＣＭセンサ装置は、腐食検出用のＱＣＭセンサ１１と、リファレンス用のＱＣＭセンサ１２，１３と、それらのＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に水を供給する水供給装置１４とを有する。ＱＣＭセンサ１１は発振回路２１に接続され、発振回路２１から供給される電力により質量に応じた共振周波数で振動する。これと同様に、ＱＣＭセンサ１２は発振回路２２に接続され、ＱＣＭセンサ１３は発振回路２３に接続されて、それぞれ所定の共振周波数で振動する。
【００１８】
周波数カウンタ２４は、発振回路２１，２２，２３に接続され、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の各共振周波数をカウントする。そして、その結果は、周波数カウンタ２４から制御部２０に伝達される。
【００１９】
ＱＣＭセンサ１１，１２，１３は、例えば図３（ａ）に平面図、図３（ｂ）に断面図を示すように、ＡＴカットされた円盤状の水晶振動子３０と、水晶振動子３０の両面にそれぞれ形成された駆動電極３１及び引出配線３２とを有する。駆動電極３１は、引出配線３２及びリード線３３（図１参照）を介して発振回路２１，２２，２３に接続されている。
【００２０】
なお、図１では、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の各駆動電極３１及び引出配線３２を、それぞれ符号３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び符号３２ａ，３２ｂ，３２ｃで表している。また、ＱＣＭセンサ１１は第１のＱＣＭセンサの一例であり、ＱＣＭセンサ１２は第２のＱＣＭセンサの一例であり、ＱＣＭセンサ１３は第３のＱＣＭセンサの一例である。
【００２１】
ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａ及び引出配線３１ｂは、検出対象の腐食性ガスにより腐食されやすい金属、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）又は鉄（Ｆｅ）等を主成分として形成されている。本実施形態では、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａ及び引出配線３２ａが、銀により形成されているものとする。駆動電極膜３１ａは、第１の金属膜の一例である。
【００２２】
また、ＱＣＭセンサ１２の駆動電極３１ｂ及び引出配線３２ｂは、腐食しにくい金属、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等を主成分として形成されている。本実施形態では、ＱＣＭセンサ１２の駆動電極３１ｂ及び引出配線３２ｂが、白金により形成されているものとする。駆動電極３１ｂは、第２の金属膜の一例である。
【００２３】
ＱＣＭセンサ１３は、図１に示すように、表面に駆動電極３１ｃ及び引出配線３２ｃが形成された水晶振動子３０を、容器３４内に密閉した構造を有する。本実施形態では、ＱＣＭセンサ１３の駆動電極３１ｃ及び引出配線３２ｃが、ＱＣＭセンサ１２と同様に白金で形成されているものとする。なお、容器３４は、金属のように熱伝導率が高い材料で形成されていることが好ましい。また、容器３４と水晶振動子３０との間には空隙が設けられており、容器３４が水晶振動子３０の振動を阻害しないようにしている。
【００２４】
水供給装置１４は、モータ等により形成される駆動部１５を有し、制御部２０からの信号に応じてレール１６に沿って水平方向に移動する。また、水供給装置１４は、水を貯留する水タンク１７と、インクジェット方式の水噴射ヘッド１４ａと、水タンク１７と水噴射ヘッド１４ａとの間を連絡するホース１８とを備える。そして、水供給装置１４は、レール１６に沿って移動し、制御部２０からの信号に応じて水噴射ヘッド１４ａから水を噴射して、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に所定量の水を塗布する。水噴射ヘッド１４ａはインクジェット方式に限定されるものではないが、ピコリットル単位で水噴射量を制御可能であることが望ましい。
【００２５】
これらのＱＣＭセンサ１１，１２，１３及び水供給装置１４等は、通気性を有する保護カバー３５内に配置されている。
【００２６】
一般的に、雰囲気中の湿度が高いと、金属の腐食が加速される。そこで、本実施形態では、ＱＣＭセンサ１１の表面に水を付着させて湿度が高い状況をつくりだすことにより、ＱＣＭセンサ１１の腐食性ガスに対する感度を向上させている。本実施形態では、ＱＣＭセンサ１１の一方の面側の駆動電極３１ａの表面のみに水を付着させているが、両方の側の駆動電極３１ａに水を付着させるようにしてもよい。
【００２７】
ところで、ＱＣＭセンサ１１の共振周波数は、ＱＣＭセンサ１１の質量と温度とに関係する。そのため、単にＱＣＭセンサ１１の表面に水を付着させただけでは、ＱＣＭセンサ１１の共振周波数の変化が駆動電極３１ａの腐食によるものなのか、水の付着による質量変化によるものなのか、温度変化によるものなのかがわからない。
【００２８】
そこで、本実施形態では、リファレンス用として、駆動電極３１ｂ及び引出配線３２ｂが白金（Ｐｔ）で形成されたＱＣＭセンサ１２を使用する。
【００２９】
ＱＣＭセンサ１１の共振周波数は、駆動電極３１ａの腐食にともなう質量の変化と、水の付着にともなう質量の変化と、温度の変化とに関係する。
【００３０】
一方、ＱＣＭセンサ１２の共振周波数は、駆動電極３１ｂ及び引出配線３２ｂが腐食しにくい金属により形成されているので、水の付着にともなう質量の変化と温度の変化とにのみ関係する。
【００３１】
ここで、ＱＣＭセンサ１１，１２は相互に近接して配置され、基本共振周波数が同一であり、水供給装置１４による水の付着量も同一であるとする。この場合、ＱＣＭセンサ１１の共振周波数の変化量からＱＣＭセンサ１２の共振周波数の変化量を減算すれば、水の付着にともなう質量の変化と温度の変化の影響とがキャンセルされ、駆動電極３１ａの腐食による質量の変化による共振周波数の変化量が抽出される。
【００３２】
このように、ＱＣＭセンサ１１，１２の表面に水を付着させて腐食を加速し、ＱＣＭセンサ１１，１２の共振周波数の変化量の差を計算することにより、腐食性ガスによる腐食の影響を短時間で高精度に評価することが可能になる。但し、ＱＣＭセンサ１１，１２に付着させる水の量が多すぎても少なすぎても、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食を加速させる効果が小さくなる。ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食を加速させる効果を十分に得るためには、ＱＣＭセンサ１１，１２の表面に付着させる水の量を制御することが重要になる。
【００３３】
例えば、一定の時間毎に水供給装置１４を駆動してＱＣＭセンサ１１，１２の表面に水を付着させることが考えられる。しかし、本実施形態では、ＱＣＭセンサ１１，１２の表面の水分量を制御するために、ＱＣＭセンサ１２と同様の構造を有し容器３４に密閉されたＱＣＭセンサ１３を使用する。
【００３４】
図４は、横軸にＱＣＭセンサ１２，１３の表面に水を付着させてからの経過時間をとり、縦軸に共振周波数の変化量をとって、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の経時的変化を調べた結果を示す図である。
【００３５】
ＱＣＭセンサ１３は、水晶振動子３０が容器３４内に密閉されているので、水供給装置１４から供給される水が容器３４の表面に付着しただけでは水晶振動子３０の共振周波数は変化しない。但し、容器３４の表面に付着した水が蒸発する際に容器３４から蒸発熱に相当する熱量を奪うので、水晶振動子３０の温度が変化し、温度変化にともなって水晶振動子３０の共振周波数が変化する。ＱＣＭセンサ１３の共振周波数は、図４に示すように水を塗布した後、穏やかに変化する。そして、水が十分に蒸発するだけの時間が経過すれば、ＱＣＭセンサ１３の共振周波数は元に戻る。
【００３６】
一方、ＱＣＭセンサ１２では、水晶振動子３０の表面（駆動電極３１ｂの表面）に直接水が付着する。このため、水が付着した直後は付着した水の質量に応じて共振周波数が大きく変化する。そして、時間の経過にともなって水が蒸発し、最終的に元の共振周波数に戻る。つまり、ＱＣＭセンサ１２の共振周波数の変化は、水が付着したことによる質量の変化と、水の蒸発にともなう温度変化との２つの要素を含んでいる。
【００３７】
従って、ＱＣＭセンサ１２の共振周波数の変化量からＱＣＭセンサ１３の共振周波数の変化量を減算すれば、温度の影響がキャンセルされ、付着した水の量による共振周波数の変化量のみを抽出することができる。
【００３８】
図４に示す例では、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差の最大値は約１２００Ｈｚである。このときのＱＣＭセンサ１２，１３に付着した水の量を水膜の厚さに換算すると、約１５ｎｍとなる。
【００３９】
ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差が２４０Ｈｚの場合（図４中に矢印Ａで示す）、ＱＣＭセンサ１２，１３の表面に付着した水の量を水膜の厚さに換算すると約３ｎｍとなり、湿度に換算すると約９０％ＲＨとなる。従って、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差が２４０Ｈｚになった時点でＱＣＭセンサ１１，１２，１３に水を再付着すれば、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面における湿度が常に９０％ＲＨ以上に維持されていることになる。
【００４０】
水の再付着を行う基準をより大きな周波数変化量に設定すれば、湿度が常時１００％ＲＨの環境、すなわち常時結露している状態に維持することもできる。
【００４１】
図５は、横軸に時間をとり、縦軸に共振周波数の変化量をとって、硫化水素を０．２５ｐｐｍの濃度で含む雰囲気中に複数のＱＣＭセンサを設置し、それらのＱＣＭセンサの湿度による周波数の経時変化の違いを調べた結果を示す図である。但し、ＱＣＭセンサの駆動電極及び引出配線は銀（Ａｇ）で形成している。
【００４２】
図５から、湿度が高いほどＱＣＭセンサの共振周波数の変化量が大きく、腐食の進行速度が速いことがわかる。
【００４３】
図６は、図５から２０時間のときの周波数変化量を抽出し、湿度と共振周波数の変化量との関係を示した図である。
【００４４】
図６からわかるように、湿度が３５％ＲＨのときと６５％ＲＨのときとでは、ＱＣＭセンサの共振周波数の変化量が約３倍異なる。また、図６から、ＱＣＭセンサの表面を結露状態に維持すれば、湿度が３５％ＲＨのときと比べて腐食性ガスの検出感度が１０倍以上になると推測できる。
【００４５】
図７は、横軸に時間をとり、縦軸に共振周波数の変化量をとって、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の共振周波数の経時的変化を示す図である。ここでは、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差が２４０Ｈｚになった時点で各ＱＣＭセンサ１１，１２，１３に水を再付着させている。なお、図７では、比較例として、ＱＣＭセンサ１１と同様の構造のＱＣＭセンサを使用し、水を付着させないで共振周波数の変化を調べた結果を、一点鎖線で表している。
【００４６】
図７に示すように、ＱＣＭセンサ１１，１２の共振周波数は、水が塗布されるたびに大きくに変化する。これに対し、ＱＣＭセンサ１３の共振周波数の変化は穏やかである。
【００４７】
ここで、前述したようにＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差を計算すると、水の付着及び蒸発にともなう共振周波数の変化量がわかる。図７中の細い破線（ＱＣＭセンサ１２−ＱＣＭセンサ１３）は、水の付着及び蒸発にともなう共振周波数の変化量の経時変化を表している。
【００４８】
制御部２０は、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差が２４０Ｈｚになると駆動装置１５を駆動し、水供給装置１４をレール１６に沿って移動させて、水噴射ヘッド１４ａからＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に所定量の水を噴射させる。これにより、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面が常に高湿度の状態に維持される。
【００４９】
一方、ＱＣＭセンサ１１，１２の共振周波数の変化量の差を計算すると、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食にともなう共振周波数の変化量を抽出できる。図７において、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食にともなう共振周波数の変化量の経時的変化を、太い破線（ＱＣＭセンサ１１−ＱＣＭセンサ１２）で表している。
【００５０】
図７に示す例では、比較例に比べてＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食が大幅に加速されていることがわかる。
【００５１】
以下、図８に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係るＱＣＭセンサ装置を使用した腐食環境評価方法について説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ１１において、制御部２０に水を再付着するときの水分付着量のしきい値Ｍと、終了条件を設定する。ここでは、水分付着量のしきい値Ｍを２４０Ｈｚとし、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差が２４０Ｈｚ以下になったときにＱＣＭセンサ１１，１２，１３に水を再付着するものとする。また、終了条件を、腐食によるＱＣＭセンサ１１の共振周波数の変化量が設定値を超えたとき、又は総測定時間が設定値を超えたときとする。
【００５３】
次に、ステップＳ１２に移行し、制御部２０にＱＣＭセンサ１１，１２，１３の基本共振周波数を設定する。ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の基本共振周波数として設計値を使用してもよく、発振回路２１，２２，２３からＱＣＭセンサ１１，１２，１３に電力を供給して共振周波数を測定し、それを基本共振周波数としてもよい。
【００５４】
次に、ステップＳ１３に移行し、制御部２０は水供給装置１４を制御して、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に水を付着させる。各ＱＣＭセンサ１１，１２，１３への水の付着量は、例えば１００ピコリットル程度とする。
【００５５】
次に、ステップＳ１４に移行し、制御部２０は周波数カウンタ２４を介してＱＣＭセンサ１１，１２，１３の共振周波数を取得する。
【００５６】
次に、ステップＳ１５に移行し、制御部２０はＱＣＭセンサ１１，１２，１３の水分付着量ｍ、すなわちＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差を計算する。その後、ステップＳ１６に移行し、制御部２０はＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａの腐食量、すなわちＱＣＭセンサ１１，１２の共振周波数の変化量の差を算出する。
【００５７】
次に、ステップＳ１７に移行し、制御部２０は水分付着量ｍと水分付着量のしきい値Ｍとを比較する。そして、ＱＣＭセンサ１２，１３の水分付着量ｍが水分付着量のしきい値Ｍよりも大きいと制御部２０が判定した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１７からステップＳ１９に直接移行する。また、ステップＳ１７において、水分付着量ｍが水分付着量のしきい値Ｍ以下になったと制御部２０が判定した場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１８に移行する。
【００５８】
ステップＳ１８において、制御部２０は水供給装置１４を制御して、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に水を付着させる。その後、ステップＳ１９に移行する。
【００５９】
ステップＳ１９では、終了条件を満足するか否かを判定する。ステップＳ１６で算出した腐食量が設定値を超えている場合、又は総測定時間が設定値を超えている場合は、終了条件を満足するため、処理を終了する。それ以外の場合は、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１９でＹＥＳと判定されるまで上述した処理を繰り返す。
【００６０】
なお、ステップＳ１６において、算出した腐食量が設定値を超えたときに警報を発生するようにしてもよい。
【００６１】
本実施形態では、ＱＣＭセンサ１１の表面に水を付着させることにより駆動電極３１ａの腐食を加速する。そして、水の付着にともなう質量変化や温度変化の影響を、ＱＣＭセンサ１２を用いて排除する。このため、本実施形態によれば、電子機器や宝飾品の腐食が進行する前に、腐食性ガスによる腐食の程度を精度よく評価することができる。そして、その評価に応じて適切な対策を早めにとることにより、電子機器の故障や特性の劣化、宝飾品の価値の低下を未然に防止することが可能になる。
【００６２】
なお、本実施形態に係るＱＣＭセンサ装置を長期間使用する場合、水タンク１７内の水がなくなることが考えられる。しかし、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３に塗布する水の量は１回当たり合計で３００ピコリットル程度と極めて少ない。このため、水タンク１７の貯水量が１００ｃｃであるとすると、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３に１秒毎に水を塗布しても１年以上継続して使用することが可能である。
【００６３】
（第２の実施形態）
図９（ａ）は第２の実施形態に係るＱＣＭセンサ装置の模式側面図、図９（ｂ）は同じくその上面図である。なお、本実施形態が第１の実施形態と異なる点は水供給装置の構造が異なる点にあり、その他の構造は基本的に第１の実施形態と同様であるので、図９（ａ），（ｂ）において、図１，図２と同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
本実施形態では、図９（ａ），（ｂ）に示すように、中央に超音波噴霧方式の水供給装置４１が設けられており、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３は水供給装置４１の上部周囲に等間隔に配置されている。水供給装置４１は、水タンク４２と、水タンク４２内に配置された超音波発生器４３と、水タンク４２の上に配置された半球状のカバー４５と、カバー４５に接続して霧状の水滴をＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に導くガイドノズル４６とを有する。
【００６５】
制御部２０は、超音波発生器４３を制御して超音波を発生させる。これにより水タンク４２内の水が振動し、水面上に霧状の水滴が発生する。この霧状の水滴は上昇してガイドノズル４６から噴き出し、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に付着する。
【００６６】
超音波発生器４３によって発生する霧状の水滴は、超音波発生器４３の振動子の振動方向に強い指向性をもつため、超音波発生器４３の直上に上昇し、カバー４５に沿って移動してガイドノズル４６から噴き出す。本実施形態では、３本のガイドノズル４６が等間隔の位置（３回対称の位置）に配置されているので、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に均等に水滴が付着する。
【００６７】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、制御部２０は、ＱＣＭセンサ１１，１２の共振周波数の変化量の差から、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極の腐食量を検出する。また、制御部２０は、ＱＣＭセンサ１２，１３の共振周波数の変化量の差からＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面の水分付着量を検出する。そして、その水分付着量が設定値以下になったときに、超音波噴霧方式の水供給装置４１を稼働させて、ＱＣＭセンサ１１，１２，１３の表面に水を再付着させる。
【００６８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上述した第１及び第２の実施形態では、ＱＣＭセンサ１１の駆動電極３１ａが腐食性ガスにより腐食されやすい金属で形成されている場合について説明している。しかし、駆動電極３１ａを白金等の金属で形成し、その上に腐食性ガスにより腐食されやすい金属の膜を形成してもよい。
【００７０】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７１】
（付記１）腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、
前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサと、
前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサの表面に水分を付着させる水供給装置と、
前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する制御部と
を有することを特徴とするＱＣＭセンサ装置。
【００７２】
（付記２）更に、振動部分が容器内に密閉された第３のＱＣＭセンサを有し、
前記制御部は前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第３のＱＣＭセンサの共振周波数を減算し、その結果が予め設定された設定値に到達すると前記水供給装置を駆動して前記第１のＱＣＭセンサ、前記第２のＱＣＭセンサ及び前記第３のＱＣＭセンサの表面に水を付着させることを特徴とする付記１に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７３】
（付記３）前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサの基本共振周波数が同じであることを特徴とする付記１又は２に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７４】
（付記４）前記第１のＱＣＭセンサ、前記第２のＱＣＭセンサ及び前記第３のＱＣＭセンサの基本共振周波数が同じであることを特徴とする付記２に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７５】
（付記５）前記第１のＱＣＭセンサの前記金属膜が銀、銅、アルミニウム及び鉄から選択された金属を主成分とし、前記第２のＱＣＭセンサの前記金属膜が金及び白金から選択された金属を主成分とすることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７６】
（付記６）前記水供給装置は、インクジェット方式のヘッドから水分を噴射するものであることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７７】
（付記７）前記水供給装置は、超音波により霧状の水滴を発生させるものであることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載のＱＣＭセンサ装置。
【００７８】
（付記８）腐食性ガスにより腐食されやすい第１の金属膜を備えた第１のＱＣＭセンサと、前記腐食性ガスに対し腐食されにくい第２の金属膜を備えた第２のＱＣＭセンサとを同一環境に配置する工程と、
前記第１のＱＣＭセンサ及び前記第２のＱＣＭセンサに水分を付着させる工程と、
前記第１のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数を減算して前記第１の金属膜の腐食量を検出する工程と
を有することを特徴とする腐食環境評価方法。
【００７９】
（付記９）更に、振動部分が容器内に密閉された第３のＱＣＭセンサを使用し、
前記制御部は前記第２のＱＣＭセンサの共振周波数から前記第３のＱＣＭセンサの共振周波数を減算し、その結果が予め設定された設定値に到達すると前記第１のＱＣＭセンサ、前記第２のＱＣＭセンサ及び前記第３のＱＣＭセンサの表面に水を付着させることを特徴とする付記８に記載の腐食環境評価方法。
【符号の説明】
【００８０】
１１，１２，１３…ＱＣＭセンサ、１４，４１…水供給装置、１４ａ…水噴射ヘッド、１５…駆動部、１６…レール、１７，４２…水タンク、１８…ホース、２０…制御部、２１，２２，２３…発振回路、２４…周波数カウンタ、３０…水晶振動子、３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…駆動電極、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…引出配線、３３…リード線、３４…容器、３５…保護カバー、４３…超音波発生器、４６…ガイドノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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