JP2004128979A

JP2004128979A - 粘度センサ用水晶振動子

Info

Publication number: JP2004128979A
Application number: JP2002291467A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sato; 佐藤　征司; Yoshinori Ikeda; 池田　義則; Tadashi Ishii; 石井　正
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【目的】ＣＩを小さくしたオイルの粘性を測定するセンサ用振動子を提供する。
【構成】外周部に傾斜面を中央部に平坦面を有する水晶片１からなる水晶振動子をオイル中に投入して前記水晶振動子のクリスタルインピーダンスによって前記オイルの粘性を検出したオイルセンサ用水晶振動子において、前記水晶片の平坦面を鏡面とした構成とする。前記水晶片の平坦面に形成される励振電極はＣｒのみとする。前記水晶振動子のオイル中における温度に対するクリスタルインピーダンスは温度の上昇とともに低下する特性とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粘度センサ用水晶振動子（以下、センサ用振動子とする。）を産業上の技術分野とし、特にクリスタルインピーダンス（ＣＩ、特に等価抵抗）を良好として被検出液をオイルとしたセンサ用振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）センサ用振動子は例えば自動車に用いられるオイルの粘性を検出して交換時期を判断するものとして適用される。一般には、センサ用振動子のＣＩが粘性に比例して変化することから、ＣＩを測定してオイルの粘性を検出する。
【０００３】
第３図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）はセンサ用振動子の正面図、同図（ｂ）は水晶片の断面図ある。
センサ用振動子はＡＴカットとした水晶片１と保持器２とからなる。水晶片１は円板状として、中央部に平坦面を外周部に傾斜面所謂ベベル面を有する。例えば水晶片１の投入された筒体を回転して、曲面状とした傾斜面とする。水晶片１の両主面には励振電極３及び引出電極４が形成される。通常では、励振電極３及び引出電極４は一層面をＣｒとして、二層目を例えばＡｕとする。
【０００４】
保持器２は金属ベース５とサポータ６からなる。金属ベース５は一対のリード線７が貫通した気密端子を有し、サポータ６はリード線７に接続する。そして、引出電極４の延出した水晶片１の両端外周部をサポータ６のスリット（未図示）に挿入し、導電性接着剤等によって電気的・機械的に接続する。
【０００５】
このようなものでは、第４図に示したように測定器８からのプローブ先端のコネクタ９をセンサ用振動子のリード線７に接続する。そして、センサ用振動子をオイル１０中に投入して測定器８の例えば発振回路に接続し、発振法によって水晶振動子のＣＩを測定する。そして、粘性とＣＩとの予め計測された関係から、オイルの粘性が相対的に検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成のセンサ用振動子ではオイル液中での発振となるため、水晶振動子（水晶片１）に摩擦抵抗が生じてＣＩが大きくなる。このため、発振出力が小さくなって検出感度が低下する問題があった。
【０００７】
（発明の目的）本発明はＣＩを小さくして検出感度を高めるセンサ用振動子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）は、センサ用振動子を形成する水晶片の平坦面を鏡面とする。これにより、雰囲気中と同様に、鏡面によって両主面の平坦度を増し、液中においてもＣＩを向上させることができた。
【０００９】
また、励振電極をＣｒのみとするので（請求項２）、水晶片の負荷を軽減してさらにＣＩを低減する。
【００１０】
また、被検出液中での温度に対するＣＩ特性が直線的に変化するので（請求項３）、基準温度での粘性を容易に検出できる。以下、本発明の一実施例を製造方法を含めて説明する。
【００１１】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明するセンサ用振動子の製造工程図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
センサ用振動子は前述したようにＡＴカットとした水晶片１を保持器２に電気的・機械的に接続してなる（前第３図参照）。そして、この実施例では、先ず、平板状とした水晶片１の両主面を鏡面研磨する。
【００１２】
次に、水晶片１の両主面の全面に蒸着等によってマスク１１をかけ「第１図（ａ）」、前述した筒体によってベベル加工する。そして、中央部の両主面にマスク１１を有して外周部を傾斜面とした水晶片を得る「同図（ｂ）」。次に、マスク１１を除去して、両主面の中央部を平坦面として鏡面を維持した水晶片１を得る「同図（ｃ）」。そして、水晶片１の両主面に励振電極３及び引出電極４を形成する。ここでは、Ｃｒの一層のみとする「同図（ｄ）」。最後に、前述のように保持器２に電気的・機械的に接続してなる。
【００１３】
このようなものでは、水晶片１の主面を鏡面としたので平面度及び平行度を高めて共振周波数を決定する厚みを一定にする。したがって、オイル液中においても共振周波数のＱを高められる。また、ここでは、励振電極３をＣｒの一層のみとしたので、水晶片１に対する負荷を軽減する。したがって、液中でのＣＩを小さくできる。
【００１４】
ちなみに、励振電極３を従来のようにＣｒ・Ａｕとして両主面を♯２０００（研磨剤の粒径）で研磨した場合の例えば６０℃でのＣＩは約６１４Ωとなる。これに対して本実施例のように励振電極３をＣｒのみとして励振電極３を鏡面とした場合は同温度で５５５Ωであった。すなわち、本実施例ではＣＩを約５９Ω低減できた。
【００１５】
なお、励振電極３をＣｒのみとして♯２０００での研磨とした場合は６０４Ωであり、従来よりも１０Ωほど低減する。また、共振周波数は概ね６ＭＨｚ、水晶片１の直径は８．０ｍｍ、平坦部及び励振電極は４．２ｍｍとした例である。
【００１６】
また、温度に対するＣＩ特性は、第２図に示したように雰囲気（大気）中ではほぼ一定になるが、本実施例では温度の上昇とともにＣＩが低下する直線性を持った特性になる。すなわち、オイルは温度が下がると粘性が高く温度が上がると低くなるため、温度が上昇すると粘性が低くなってＣＩは小さくなる。したがって、オイルの温度を検出することによって、予め計測されたＣＩと粘性との関係から基準温度例えば６０℃での粘性を容易に求められる。
【００１７】
【他の事項】
上記実施例では鏡面とした水晶片１の両主面にマスク１１を設けてベベル加工したが、例えばベベル加工後に研磨機によって両主面を鏡面にしてもよい。この場合、マスク１１を設ける必要がないので生産性を高められる。また、水晶片１の外形は円板状、保持器２は金属ベース５としたが、これらは必要に応じて任意に設定できる。そして、粘度センサはオイルを対象としたが、これに限らず油等であってもよくこれらを含めて被検出液とする。
【００１８】
【発明の効果】
本実施例はセンサ用振動子を形成する水晶片１の平坦面を鏡面とするので液中においてもＣＩを向上させることができ、励振電極３をＣｒのみとするので水晶片１の負荷を軽減してさらにＣＩを低減する。そして、液中での温度に対するＣＩ特性が直線的に変化するので、基準温度での粘性を容易に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の一実施例を説明するセンサ用振動子の製造工程図である。
【図２】本実施例の一実施例を説明する温度に対するＣＩ特性図である。
【図３】従来例を説明する図で、同図（ａ）はセンサ用振動子の正面図、同図（ｂ）は水晶片の断面図である。
【図４】従来例を説明するオイルの粘性を測定する測定系図である。
【符号の説明】
１　水晶片、２　保持器、３　励振電極、４　引出電極、５　金属ベース、６サポータ、７　リード線、８　測定器、９　コネクタ、１０　オイル、１１　マスク．

Claims

外周部に傾斜面を中央部に平坦面を有する水晶片からなる水晶振動子を被検出液中に投入して前記水晶振動子のクリスタルインピーダンスによって前記被検出液の粘性を検出した粘度センサ用水晶振動子において、前記水晶片の平坦面を鏡面としたことを特徴とする粘度センサ用水晶振動子。
前記水晶片の平坦面に形成される励振電極はＣｒのみからなる請求項１の粘度センサ用水晶振動子。
前記水晶振動子の被検出液中における温度に対するクリスタルインピーダンスは温度の上昇とともに低下する請求項１の粘度センサ用水晶振動子。
前記被検出液はオイルである請求項１、２又は３の粘度センサ用水晶振動子。