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New 77 57 58
Vision
新象新知
容易被檢視，因此可輕易檢測出它們與周長的差異。表2 表2、水份分析儀規格比較(資料來源 : 本文整理)
為SAW表面聲波分析儀及其它分析儀比較。 分析儀器 SAW Sensor SERVOMEX Tiger Optics
型號 Falcon Trace Mini DF-750 MTO-1OOO-H2O
可量測範圍 0~5000ppm 0~10ppm 0~5ppm
4 最低偵測極限 40ppb 0.2ppb 0.2ppb
精準度 ±7.6%讀值 ±3%讀值 ±4%讀值
或±0.1ppb
或±0.2ppb
或±1000ppb
Amplitude V, mV 0 反應時間 <3sec 10min <3min
2
<4 lpm
0~1 lpm
2 lpm
取樣流量
0~43psig
入口壓力
10~125psig
30~125psig
(CRDS)
-2 量測方法 超音波(Ultrasonic) 紅外線(IR) 光腔衰盪光譜
可量測氣體 N , O , Ar, He, H , Inert gases Inert and passive
2
2
2
CH , C H , C H , gases
-4 4 2 6 3 8
0 100 200 B H , GeH , SiH ,
2
4
6
4
Si H , Toxic gases
Time t, µs 2 6
圖4、水份分析方式(資料來源 : Ball Wave Inc.) 反應時間及再現性係利用帶有水氣的N 混合進行測試
2
，藉由調整水份濃度來觀察在濃度從0.5ppm~1ppm來測
試在濃度變化的狀態下，其分析儀的反應時間和數據再現
Waveform at 4th turn
500 性；測試條件與步驟如 圖7。
Amplitude (mV) 0 氣瓶櫃鋼瓶 2 MFC控制 SAW Sensor 廢氣排放
(含水分之N )
-500
水分產生器1%~5%
(ppmv H O in N ) 2
2
13 13.1 13.2 13.3
Wavelet transform
圖7、分析儀測試流程(資料來源 : 本文整理)
200
80 MHz 圖8實驗數據可知反應時間<3秒，超音波水份檢測速
0
Amplitude (mV) -200 240 MHz 度遠快於傳統分析速度(Frost Point，霜點也稱露點，在
20
0°C以上空氣因冷卻而達到水汽飽和時的溫度叫做露點溫
0
度，指空氣等壓冷卻到0℃以下，使空氣中的水汽達到飽和
-20 時的溫度，也指水蒸氣凝結成霜的溫度)，對操作人員更換
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Time(µs) 鋼瓶和鋼瓶供應效率上有非常顯著的提升。
圖5、溫度補償計算後所得頻率(資料來源 : Ball Wave Inc.)
表面聲波分析技術的原理如 圖3所示。沉積一層反應
靈敏的薄膜於球體赤道上，球體上方的指叉狀轉換器生成 Piezoelectric Crystal Z-axis Prppagation of
Surface Acoustic
聲波並旋轉球體一圈。不斷轉圈並通過指叉狀轉換器，藉
Sensing film Wave(SAW)
由延遲時間(Delay time of Pulses)與水份分子衰減(The
decay rate)判斷水份是否改變如 圖4。 (Response Time)
使用的延遲時間進行水份分析時，易受到溫度變化而
IDT a=√λD
有影響。因此運用此分析方式時，須針對分析時的溫度進 Gas Molecules λ : wave Length
行補償計算，以求降低分析干擾，為此分別使用240MHz D : diameter
Multiple round
及80MHz兩種頻率對於溫度的變異進行補償計算如 圖5。 trip waveform
(RF pulse)
SAW的方程式α=√λD 1 2 3 100turns
圖8、反應時間測試數據(資料來源 : Ball Wave Inc.)
參考 圖6所示，其中α是IDT的寬度，λ是SAW的波長 圖6、SAW氣體快篩分析技術(資料來源 : Ball Wave Inc.)
，D是球體的直徑。儘管濃度非常低且極小的變化量，再
無數次的旋轉往返後(超過50次旋轉後)，訊號將會放大且
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