JP2008216170A - 物質測定装置および物質測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の物質測定装置/物質測定方法は、素子側電磁界受信部を備えた弾性表面波素子を用いて、弾性表面波素子を伝搬する弾性表面波の伝搬状態を、被測定液体容器の周囲に設けられた外部電磁界送受信部にて、電気信号として取得することを特徴とする。このとき、弾性表面波素子について、基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材であることが好ましい。
【選択図】 図1
Description
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、前記高周波電圧をもって前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
前記弾性波表面波素子と、被測定液体と、を保持する被測定液体容器と、
前記被測定液体容器の周囲に設けられた外部電磁界送受信部と、
を備えたことを特徴とする物質測定装置である。
なお、本明細書において、「弾性表面波」とは、「漏洩弾性表面波」、「擬似漏洩弾性表面波」をも含むものとして定義する。
弾性表面波素子は、更に、弾性表面波伝搬経路上に、すだれ状電極で励起した弾性表面波を繰り返し反射する反射器を備えた弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定装置である。
弾性表面波素子について、基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材であること
を特徴とする物質測定装置である。
請求項3に記載の物質測定装置であって、
弾性表面波素子について、弾性表面波素子の重心は、
基材の形状の中心と異なること
を特徴とする物質測定装置である。
外部電磁界送受信部/素子側電磁界受信部は、コイルアンテナを用いること
を特徴とする物質測定装置である。
被測定液体容器と、外部電磁界送受信部と、が互いに物理的に分離すること
を特徴とする物質測定装置である。
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、前記高周波電圧をもって前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
被測定液体と、
を被測定液体容器に投入する工程と、
前記被測定容器の外部から、外部電磁界送受信部を用いて高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記電磁界を前記素子側電磁界受信部で受信し、受信した前記電磁界に応じた高周波電圧を発生し、素子側電磁界受信部に接続された前記すだれ状電極により該高周波電圧を弾性表面波に励起し、該弾性表面波が弾性表面波伝搬経路を経由し、弾性表面波伝搬経路を経由した該弾性表面波をすだれ状電極により高周波信号に変換し、素子側電磁界送受信部により該高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記素子側電磁界送受信部から送信された電磁界を外部電磁界送受信部により受信し、前記弾性表面波伝搬経路を伝搬する弾性表面波の伝搬状態を高周波信号として取得する工程と、
を備えたことを特徴とする物質測定方法である。
弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
前記弾性表面波伝搬経路上に形成され、前記すだれ状電極で励起した弾性表面波を繰り返し反射する反射器と、
を備えた弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定方法である。
弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、を備え、
前記基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材である弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定方法である。
本発明の物質測定装置は、
弾性表面波が伝搬可能な弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
前記基材表面上に形成され、外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
前記弾性波表面素子と、被測定液体と、を保持する被測定液体容器と、
前記被測定液体容器の周囲に設けられた外部電磁界送受信部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の物質測定装置に備わった弾性表面波素子の一形態として、下記の弾性表面波素子を挙げる。
本発明の物質測定装置に備わった弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能な弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
前記基材表面上に形成され、外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
前記弾性表面波伝搬経路上に形成され、前記すだれ状電極で励起した弾性表面波を繰り返し反射する反射器と、
を備えた弾性表面波素子である。
本発明の物質測定装置に備わった弾性表面波素子の別種の形態として、下記の弾性表面波素子を挙げる。
本発明の物質測定装置に備わった弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能な弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
前記基材表面上に形成され、外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、を備え、
前記基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材である弾性表面波素子である。
図3に示す弾性表面波素子は、弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、素子側電磁界送受信部を備えた基板と、をすだれ状電極と導通する導通パターンAおよび導通パターンBにて接続する。
このため、図3に示す弾性表面波素子おいて、コンデンサはコイルアンテナと接続するように、基板に設けて良い。また、導電パターンの一部位にコンデンサとして働くパターニングを施しても良い。また、導電パターンは基板表面上に形成されるのみならず、多層のプリント基板とし該基板内部に形成するものであっても良い。また、例えば、具体的には、コイルアンテナは300nH、コンデンサは5pFであっても良い。
図4に示す弾性表面波素子は、弾性表面波が伝搬可能な弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材上に素子側電磁界送受信部を備え、素子側電磁界送受信部を覆うように不導体パターンを形成し、該不導体パターン上に導通パターンCを形成し、すだれ状電極と素子側電磁界送受信部と電気的に接続する。
具体的には、例えば、図1に示すように被測定液体容器の底部に内蔵されるように設けても良い。
本発明の物質測定装置/物質測定方法は、被測定液体毎に、弾性表面波素子を投入することで、多種の被測定液体を迅速に検査することが出来る。このため、特にウエルに保持された被測定液体を検査するのに好適に用いることが出来る。
このとき、磁界を検出する方法は、近距離での応答に優れること、アンテナを小型化できることなどの特徴が知られている。このため、外部電磁界送受信部/素子側電磁界受信部は、磁界を検出する方法として一般的なコイルアンテナを用いることが好ましい。コイルアンテナを用いる磁界結合による送受信は、周囲に電磁波を広範に伝えないため、被測定液体容器中の特定の弾性表面波素子にのみ送受信するのに適している。図8にコイルアンテナを使用して送受信を行う場合の回路の一例を示す。図8は、周波数150MHzの場合を例示している。
本発明の物質測定方法は、
溶液または溶液中の物質を測定する物質測定方法であって、
弾性表面波が伝搬可能な弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
前記基材表面上に形成され、外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
被測定液体と、
を被測定液体容器に投入する工程と、
前記被測定容器の外部から、外部電磁界送受信部を用いて高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記電磁界を前記素子側電磁界受信部で受信し、受信した前記電磁界に応じた高周波電圧を発生し、素子側電磁界受信部に接続された前記すだれ状電極により該高周波電圧を弾性表面波に励起し、該弾性表面波が弾性表面波伝搬経路を経由し、弾性表面波伝搬経路を経由した該弾性表面波をすだれ状電極により検出し、該弾性表面波を高周波信号に変換し、素子側電磁界送受信部により該高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記素子側電磁界送受信部から送信された電磁界を外部電磁界送受信部により受信し、前記弾性表面波伝搬経路を伝搬する弾性表面波の伝搬状態を高周波信号として取得する工程と、
を備えたことを特徴とする。
このとき、測定する液体の数種/物性に応じて、液中へ投入する弾性表面波素子の数量を変更することが出来る。このため、多数の仕切りを有する被測定液体容器を用いた場合であっても、区切られた被測定液体毎に弾性表面波素子を個別に投入することが出来る。また、測定する物性に応じて、異なるセンシングが出来る弾性表面波素子を、複数同一被測定液体内に投入することが出来る。よって、多種類の液体中の物質を高速で測定することが可能となる。
2……被測定液体容器
3……外部電磁界送受信部
4……すだれ状電極
5……反射器
6……弾性表面波伝搬経路
7……基板
8……素子側電磁界送受信部
9……コンデンサ
10……錘
11……不導体パターン
12……外部電磁界送受信部調整機構
Claims (9)
- 弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、前記高周波電圧をもって前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
前記弾性波表面波素子と、被測定液体と、を保持する被測定液体容器と、
前記被測定液体容器の周囲に設けられた外部電磁界送受信部と、
を備えたことを特徴とする物質測定装置。 - 請求項1に記載の物質測定装置であって、
弾性表面波素子は、更に、弾性表面波伝搬経路上に、すだれ状電極で励起した弾性表面波を繰り返し反射する反射器を備えた弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定装置。 - 請求項1に記載の物質測定装置であって、
弾性表面波素子について、基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材であること
を特徴とする物質測定装置。 - 請求項3に記載の物質測定装置であって、
弾性表面波素子について、弾性表面波素子の重心は、
基材の形状の中心と異なること
を特徴とする物質測定装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の物質測定装置であって、
外部電磁界送受信部/素子側電磁界受信部は、コイルアンテナを用いること
を特徴とする物質測定装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の物質測定装置であって、
被測定液体容器と、外部電磁界送受信部と、が互いに物理的に分離すること
を特徴とする物質測定装置。 - 溶液または溶液中の物質を測定する物質測定方法であって、
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、前記高周波電圧をもって前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
を備えた弾性表面波素子と、
被測定液体と、
を被測定液体容器に投入する工程と、
前記被測定容器の外部から、外部電磁界送受信部を用いて高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記電磁界を前記素子側電磁界受信部で受信し、受信した前記電磁界に応じた高周波電圧を発生し、素子側電磁界受信部に接続された前記すだれ状電極により該高周波電圧を弾性表面波に励起し、該弾性表面波が弾性表面波伝搬経路を経由し、弾性表面波伝搬経路を経由した該弾性表面波をすだれ状電極により高周波信号に変換し、素子側電磁界送受信部により該高周波信号を電磁界として送信する工程と、
前記素子側電磁界送受信部から送信された電磁界を外部電磁界送受信部により受信し、前記弾性表面波伝搬経路を伝搬する弾性表面波の伝搬状態を高周波信号として取得する工程と、
を備えたことを特徴とする物質測定方法。 - 請求項7に記載の物質測定方法であって、
弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、
前記弾性表面波伝搬経路上に形成され、前記すだれ状電極で励起した弾性表面波を繰り返し反射する反射器と、
を備えた弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定方法。 - 請求項7に記載の物質測定方法であって、
弾性表面波素子は、
弾性表面波が伝搬可能で圧電性を有した弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材と、
外部からの電磁界を受信して高周波電圧を生じる素子側電磁界送受信部と、
前記素子側電磁界送受信部と接続され、高周波電圧を前記弾性表面波伝搬路に弾性表面波として励起し、前記弾性表面波伝搬路を経由した該弾性表面波を検出するすだれ状電極と、を備え、
前記基材は、球形状の一部であり弾性表面波が周回可能であって最大外周円を含む少なくとも1つの環状の弾性表面波伝搬経路を表面に含む基材である弾性表面波素子であること
を特徴とする物質測定方法。
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