木材を伝播するアコースティック?エミッション測定に適したエレクトレットセンサに関する検討

摘要

半永久的に電界を放出するエレクトレットを電極及びフィルム材料によって挟み込hで微視的なギャップ（マイクロギャップ）を有するコンデンサ構造とすることで，エレクトレットコンデンサセンサ（ECS）が得られる。さらに，蔭山らは，コロイダルシリカを絶縁層としての極薄 PTFEフッ素樹脂フィルム表面に塗布?乾燥させることで孤立したシリカ凝集体を形成し，エレクトレットとすることで，高温での電荷保持特性が向上することを報告している。図1に極薄 PTFE 層を有するシリカ凝集体エレクトレットを用いたECSの概念図を示す。電極とエレクトレットで挟まれた空間をギャップと呼び，ギャップ部の距離が微小な変位が変化すると電位差が生じる。そのため，ECS は圧電素子のように機械的振動の送受信が可能な電気機械変換素子として利用できる。ギャップ部に生じている電界強度を Eg [V/m]ギャップの等価ばね剛性をK_g[Pa/m]とすると，ECSの受信感度β [V/Pa]は，式(1)で表すことができる。