I410-ECN-0102-2023-000-001632860 이 글은 압전 효과에 기반을 둔 수정 진동자를 이용하여 미세 물질의 질량을 측정하는 원리를 설명한 후, 이 원리를 응용하여 기체의 농도를 측정하는 방법도 설명하고 있다. 압전 효과에는 재료에 기계적 변형이 생기면 재료에 전압이 발생하는 1차 압전 효과와 재료에 전압을 걸면 재료에 기계적 변형이 생기는 2차 압전 효과가 있다. 이러한 압전 효과가 생기는 재료인 수정을 가공하고 전극을 만든 후에 수정의 고유 주파수와 일치하는 주파수의 전압을 가하여 수정이 큰 폭으로 진동하도록 한 것이 수정 진동자이다. 수정 진동자는 질량 변화에 매우 민감하여 미세한 질량을 갖는 물질이 달라붙어도 고유 주파수에서 진동하던 수정 진동자의 주파수가 감소한다. 이러한 초정밀 저울의 원리를 응용하면 수정 진동자로 기체의 농도를 측정할 수 있다. 혼합 기체에서 특정 기체의 농도가 클수록 주파수가 많이 감소하여 더 작은 주파수에서 주파수가 일정한 값을 유지한다. 대상 기체의 농도에 따른 수정 진동자의 주파수 변화를 미리 측정해 놓으면 대상 기체의 농도를 모르는 혼합 기체에서 수정 진동자의 주파수 변화를 측정함으로써 대상 기체의 농도를 알 수 있다.
