JP2008298768A - 比誘電率測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比誘電率が低い液体状の被測定物の比誘電率及び広範囲において被測定物の比誘電率を正確に測定することが可能な比誘電率測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】比誘電率測定装置40は、入力電極12と出力電極14との間に電気的に短絡した短絡伝搬路16を有する第1弾性表面波素子10と、入力電極22と出力電極24との間に格子状の凹凸構造29が形成された格子状伝搬路26を有する第2弾性表面波素子20と、入力電極32と出力電極34との間に電気的に開放した開放伝搬路36を有する第3弾性表面波素子30とを備え、第1弾性表面波素子10と第2弾性表面波素子20と第3弾性表面波素子30とは互いに並列に配されている。この比誘電率測定装置40を用いることにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を含めて、広範囲において被測定物46の比誘電率を正確に測定することできる。
【選択図】図1
【解決手段】比誘電率測定装置40は、入力電極12と出力電極14との間に電気的に短絡した短絡伝搬路16を有する第1弾性表面波素子10と、入力電極22と出力電極24との間に格子状の凹凸構造29が形成された格子状伝搬路26を有する第2弾性表面波素子20と、入力電極32と出力電極34との間に電気的に開放した開放伝搬路36を有する第3弾性表面波素子30とを備え、第1弾性表面波素子10と第2弾性表面波素子20と第3弾性表面波素子30とは互いに並列に配されている。この比誘電率測定装置40を用いることにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を含めて、広範囲において被測定物46の比誘電率を正確に測定することできる。
【選択図】図1
Description
本発明は、液体状の被測定物の比誘電率を測定する弾性表面波素子を有する比誘電率測定装置に関するものである。
一般に、弾性表面波素子は、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた櫛歯状電極指からなる入力電極及び出力電極を備えている。弾性表面波素子では、入力電極に電気信号が入力されると、電極指間に電界が発生し、圧電効果により弾性表面波が励振され、圧電基板上を伝搬していく。この弾性表面波のうち、伝搬方向と直交する方向に変位するすべり弾性表面波(SH-SAW:Shear horizontal Surface Acoustic Wave)を利用する弾性表面波素子を用いた各種物質の検出や物性値等の測定を行うための弾性波センサが研究されている(特許文献1、非特許文献1参照)。
弾性波センサでは、圧電基板上に置かれた測定対象である液体状の被測定物の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用している。すなわち、圧電基板上の領域が開放されている場合の出力信号は、電気的相互作用及び力学的相互作用を受けており、圧電基板上の領域が短絡されている場合の出力信号は、力学的相互作用のみを受けている。従って、両出力信号から力学的相互作用を相殺し、電気的相互作用を抽出することにより、被測定物の誘電率や導電率を求めることができる。
しかしながら、圧電基板上の開放されている表面領域を弾性表面波が伝搬する場合には、すべり弾性表面波は、圧電基板の表面近傍を潜り込みながら伝搬するバルク波となるために挿入損失が大きくなり、被測定物が比誘電率が低い場合には、正確に測定できないことがあった。
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、比誘電率が低い液体状の被測定物の比誘電率を含め、広範囲において被測定物の比誘電率を正確に測定することが可能な比誘電率測定装置を提供することを目的とする。
本発明に係る比誘電率測定装置は、入力電極と出力電極との間に電気的に短絡した短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、入力電極と出力電極との間に格子状の凹凸構造が形成された格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子とを備え、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子とは並列に配され、前記短絡伝搬路及び前記格子状伝搬路に液体状の被測定物を負荷した状態において、前記各入力電極から同一の信号を入力し、前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、前記被測定物の比誘電率を求めることを特徴とする。
本発明によれば、短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子とを組み合わせて、液体状の被測定物の比誘電率を測定することにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を正確に測定することができる。
また、他の本発明に係る比誘電率測定装置は、入力電極と出力電極との間に電気的に短絡した短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、入力電極と出力電極との間に格子状の凹凸構造が形成された格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子と、入力電極と出力電極との間に電気的に開放した開放伝搬路を有する第3弾性表面波素子とを備え、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子と前記3弾性表面波素子とは互いに並列に配され、前記短絡伝搬路と前記格子状伝搬路と前記開放伝搬路に液体状の被測定物を負荷した状態において、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各入力電極に同一の信号を入力し、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、又は、前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各入力電極に同一の信号を入力し、前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、前記被測定物の比誘電率を求めることを特徴とする。
本発明によれば、短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子と、開放伝搬路を有する第3弾性表面波素子とを組み合わせて、液体状の被測定物の比誘電率を測定することにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を含めて、広範囲において被測定物の比誘電率を正確に測定することできる。
また、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比及び位相差から算出した前記被測定物の第1比誘電率と、前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比及び位相差から算出した前記被測定物の第2比誘電率とのうち、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比に基づいて、前記第1比誘電率又は前記第2比誘電率を前記被測定物の比誘電率とする。
このように、振幅比から算出した減衰変化量に基づいて、被測定物の比誘電率を決めることにより、被測定物の比誘電率の測定精度を高めることができる。
さらに、前記第2比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比が、前記第1比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比よりも大きい場合に、前記第1比誘電率を前記被測定物の比誘電率とし、前記第2比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比が、前記第1比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比よりも小さい場合に、前記第2比誘電率を前記被測定物の比誘電率とする。
本発明によれば、短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子とを組み合わせて、液体状の被測定物の比誘電率を測定することにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を正確に測定することができる。また、短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子と、開放伝搬路を有する第3弾性表面波素子とを組み合わせて、被測定物の比誘電率を測定することにより、比誘電率が低い被測定物の比誘電率を含めて、広範囲において被測定物の比誘電率を正確に測定することできる。さらに、振幅比から算出した減衰変化量に基づいて、被測定物の比誘電率を決めることにより、被測定物の比誘電率の測定精度を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る比誘電率測定装置40の構成の説明図である。また、図2A、図2Dは、図1のIIA−IIA端面図であって、図2Aは、被測定物を負荷する前の状態を示す図であり、図2Dは、被測定物を負荷した後の状態を示す図であり、図2B、図2Eは、図1のIIB−IIB端面図であって、図2Bは、被測定物を負荷する前の状態を示す図であり、図2Eは、被測定物を負荷した後の状態を示す図であり、図2C、図2Fは、図1のIIC−IIC端面図であって、図2Cは、被測定物を負荷する前の状態を示す図であり、図2Fは、被測定物を負荷した後の状態を示す図である。
図1に示すように、比誘電率測定装置40は、第1弾性表面波素子10と、第2弾性表面波素子20と、第3弾性表面波素子30と、高周波の電気信号を発生する発振器48と、発振器48からの電気信号を分配する分配器50と、弾性表面波に対応した出力信号の振幅比及び位相差を測定する振幅比位相差検出器56を備える。
第1弾性表面波素子10は、入力電極12及び出力電極14を備え、入力電極12と出力電極14との間には、短絡伝搬路16が形成されている。第2弾性表面波素子20は、入力電極22及び出力電極24を備え、入力電極22と出力電極24との間には、格子状伝搬路26が形成されている。第3弾性表面波素子30は、入力電極32及び出力電極34を備え、入力電極32と出力電極34との間には、開放伝搬路36が形成されている。また、第1弾性表面波素子10、第2弾性表面波素子20及び第3弾性表面波素子30は、圧電基板42上に互いに並列になるように配置されている。
入力電極12、入力電極22及び入力電極32は、発振器48から分配器50、切替器52を介して入力された電気信号によって、弾性表面波を励振させるために櫛形電極で構成されている。また、出力電極14、出力電極24及び出力電極34は、入力電極12、入力電極22又は入力電極32で励振され伝搬してきた弾性表面波を受信するために櫛形電極で構成されている。
短絡伝搬路16、格子状伝搬路26及び開放伝搬路36は、圧電基板42上に蒸着された金属膜44で形成され、金属膜44は電気的に短絡されている(図2A〜図2C参照)。また、金属膜44は、被測定物の比誘電率の測定精度を向上させるために、共通に接地されている。金属膜44の材料は特に限られないが、被測定物46に対して、化学的に安定している金で形成することが好ましい。
格子状伝搬路26には、入力電極22から出力される弾性表面波の伝搬方向(X方向)に対して垂直な方向に金属膜44の一部を剥離して、圧電基板42が露出するように形成された凹部27がX方向に等間隔に設けられ、隣接する凹部27の間に凸部28が形成されている。つまり、格子状伝搬路26には、X方向に凹部27及び凸部28から構成される凹凸構造29が形成されて、圧電基板42が露出している凹部27は電気的に開放状態となっている。そして、主として、凹部27に測定の対象となる被測定物46が負荷される(図2E参照)。なお、凸部28同士の間隔は、伝搬する弾性表面波の波長λよりも短いことが好ましく、より好ましくはλ/8である。
開放伝搬路36には、金属膜44の一部が剥離され、圧電基板42が露出するように開放領域38が形成されている。従って、圧電基板42が露出している開放領域38は電気的に開放状態となっている。なお、金属膜44が残る部分については、短絡伝搬路16、格子状伝搬路26と同様に電気的に短絡状態となっている。
圧電基板42は、すべり弾性表面波を伝搬することができれば、特に限られないが、36度回転Y板X伝搬LiTaO3であることが好ましい。
次に、比誘電率測定装置40を用いた被測定物46の比誘電率の測定について説明する。
まず、測定の対象である被測定物46を短絡伝搬路16、格子状伝搬路26及び開放伝搬路36に負荷する。短絡伝搬路16では、被測定物46は金属膜44上に負荷され、格子状伝搬路26では、凹部27及び凸部28から構成される凹凸構造29が形成されているために、被測定物46は主として凹部27に負荷され、開放伝搬路36では開放領域38に負荷される(図2D〜図2F参照)。
次いで、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26を伝搬する各弾性表面波に対応する出力信号の振幅比及び位相差を測定するために切替器52を切り換えて、分配器50と入力電極22と接続するとともに、切替器54を切り換えて、出力電極24と振幅比位相差検出器56を接続する。そして、発振器48より電気信号を分配器50で分配して、入力電極12及び入力電極22へ同一信号を入力する。入力電極12では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路16上を伝搬して、出力電極14で受信される。同様に、入力電極22では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、格子状伝搬路26上を伝搬して、出力電極24で受信される。
出力電極14と出力電極24で受信した弾性表面波から取り出した両出力信号を振幅比位相差検出器56で比較し振幅比及び位相差を検出する。
出力電極14からの出力信号には、力学的相互作用を示す信号成分が含まれ、出力電極24からの出力信号には、電気的相互作用及び力学的相互作用を示す信号成分が含まれている。この両出力信号から検出した差分の信号は、力学的相互作用が相殺され、電気的相互作用にのみ対応する信号であり、この信号から検出した振幅比及び位相差に基づいて、被測定物46の比誘電率(第1比誘電率)を算出する。
また、短絡伝搬路16と開放伝搬路36を伝搬する各弾性表面波に対応する出力信号の振幅比及び位相差を測定するために切替器52を切り換えて、分配器50と入力電極32と接続するとともに、切替器54を切り換えて、出力電極34と振幅比位相差検出器56を接続する。そして、発振器48より、電気信号を分配器50で分配して、入力電極12及び入力電極32へ同一信号を入力する。入力電極12では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、短絡伝搬路16上を伝搬して、出力電極14で受信される。同様に、入力電極32では、入力された信号に基づいて弾性表面波が励振され、開放伝搬路36上を伝搬して、出力電極34で受信される。
出力電極14と出力電極34で受信した弾性表面波から取り出した両出力信号を切替器52で比較して振幅比及び位相差を検出し、この検出結果から被測定物46の比誘電率(第2比誘電率)を算出する。
被測定物46の具体的な算出は、以下に説明する摂動法による算出式によって行われる。標準液として純水を用いた場合に標準液の複素誘電率をεt、比誘電率をεr、真空の誘電率をε0、導電率をσ、発振器58から出力される信号の励振角周波数をωとすると、
εt=εrε0−jσ/ω…(1)
となる。ここで、標準液では導電率σ=0であるために、式(1)は、
εt=εrε0…(2)
となる。
εt=εrε0−jσ/ω…(1)
となる。ここで、標準液では導電率σ=0であるために、式(1)は、
εt=εrε0…(2)
となる。
次に、測定対象である被測定物46の複素誘電率をεt’、比誘電率をεr’、導電率をσ’とすると次式の関係となる。
εt'=εr'ε0−jσ'/ω…(3)
εt'=εr'ε0−jσ'/ω…(3)
伝搬速度の速度変化量ΔV/V、減衰変化量Δα/kは、式(4)、式(5)で表される。
ΔV/V=−Ks 2/2・[(σ'/ω)2+ε0(εr'−εr)(εr'ε0+εp T)]/[(σ'/ω)2+(εr'ε0+εp T)2]…(4)
Δα/k=Ks 2/2・[(σ'/ω)(εrε0+εp T)]/[(σ'/ω)2+(εr'ε0+εp T)2]…(5)
ΔV/V=−Ks 2/2・[(σ'/ω)2+ε0(εr'−εr)(εr'ε0+εp T)]/[(σ'/ω)2+(εr'ε0+εp T)2]…(4)
Δα/k=Ks 2/2・[(σ'/ω)(εrε0+εp T)]/[(σ'/ω)2+(εr'ε0+εp T)2]…(5)
ここで、Vは、伝搬路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度、ΔVは、標準液に対する被測定物46における弾性表面波の伝搬速度の変化量、αは、弾性表面波の伝搬減衰、Δαは、標準液に対する被測定物46における弾性表面波の伝搬減衰の変化量、kは波数で、k=2π/λであり、εp Tは、実効誘電率である。
また、伝搬速度の速度変化量ΔV/V、減衰変化量Δα/kと、振幅比Δamp、位相差Δφとの関係は、伝搬路長の差をLとすると、次式で表される。
ΔV/V=Δφ/kL…(6)
Δα/k=ln(Δamp)/kL…(7)
ΔV/V=Δφ/kL…(6)
Δα/k=ln(Δamp)/kL…(7)
振幅比位相差検出器56で検出した出力信号の位相差Δφを式(6)に、振幅比Δampを式(7)に代入して、速度変化量ΔV/V、減衰変化量Δα/kを求め、さらに求めた速度変化量ΔV/Vを式(4)に、減衰変化量Δα/kを式(5)に代入して、式(4)、(5)の連立方程式から測定対象である被測定物46の比誘電率εr’を求めることができる。なお、被測定物46に対する振幅比位相差検出器56で検出した出力信号の位相差Δφ、振幅比Δampは、予め被測定物46と同様に標準液について検出した位相差、振幅比に対する変化量として規定化したうえで代入している。
次に、比誘電率測定装置40を用いて算出したジオキサン(dioxane:C4H8O2)の比誘電率の算出を説明する。図3A、図3Bは、検出した位相差Δφ、振幅比Δampと、これらから算出した伝搬速度の速度変化量ΔV/V、減衰変化量Δα/k及び比誘電率εr’との関係を示す図表であり、図3Aは、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26における検出結果であり、図3Bは、短絡伝搬路16と開放伝搬路36における検出結果である。また、図3Cは、質量パーセントwt%を変化させた場合のジオキサンの比誘電率の理論値である。さらに、図4Aは、質量パーセントwt%と比誘電率との関係を示した図であり、図4Bは、比誘電率εr’と減衰変化量Δα/kとの関係を示した図である。
実際の条件としては、発振器48からの入力信号の周波数を50MHz、伝搬速度を4110(m/s)とし、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26との伝搬路長の差はL=2mm、短絡伝搬路16と開放伝搬路36との伝搬路長の差はL=4mmとした。また、測定対象であるジオキサンについて、質量パーセントwt%を変えて、5種類の被測定物に対して測定を行った。
図4Aに示すように、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26とを組み合わせて求めた比誘電率εr’と、短絡伝搬路16と開放伝搬路36とを組み合わせて求めた比誘電率εr’は、質量パーセントwt%を変化させた場合の比誘電率εr’の理論値とほぼ等しい値をとることが確認できた。
また、εr’が小さな範囲では、比誘電率εr’の理論値と、短絡伝搬路16と開放伝搬路36とを組み合わせて求めた比誘電率εr’との誤差は、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26とを組み合わせて求めた比誘電率εr’との誤差よりも大きくなっている(図4A参照)。短絡伝搬路16と開放伝搬路36との組み合わせでは、所定以下の比誘電率では、開放伝搬路36を伝搬するすべり弾性表面波が、圧電基板の表面近傍を潜り込みながら伝搬するバルク波となるために減衰変化量が大きくなると考えられる。
従って、短絡伝搬路16と開放伝搬路36とを組み合わせて求めた比誘電率εr’に対する減衰変化量Δα/kが、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26とを組み合わせて求めた比誘電率εr’に対する減衰変化量Δα/kよりも大きい範囲においては、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26とを組み合わせて求めた比誘電率εr’を被測定物46の比誘電率とする。
また、短絡伝搬路16と開放伝搬路36とを組み合わせて求めた比誘電率εr’に対する減衰変化量Δα/kが、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26とを組み合わせて求めた比誘電率εr’に対する減衰変化量Δα/kよりも小さい範囲においては、センサとしての感度が優れている短絡伝搬路16と開放伝搬路36との組み合わせにより求めた比誘電率εr’を被測定物46の比誘電率とすることにより被測定物46の比誘電率の測定精度を高めることができる。
図4Bからジオキサンの比誘電率εr’の算出においては、比誘電率εr’が約52の値を境にして、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26との組み合わせにおける減衰変化量Δα/kと短絡伝搬路16と開放伝搬路36との組み合わせにおける減衰変化量Δα/kの大小が逆転している。従って、求めた比誘電率εr’が52以下の場合には、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26との組み合わせから求めた比誘電率εr’を被測定物46の比誘電率εr’とし、52以上の場合には、短絡伝搬路16と開放伝搬路36との組み合わせから求めた比誘電率εr’を被測定物46の比誘電率εr’とすることができる。
このように、減衰変化量Δα/kに基づいて、被測定物46の比誘電率を決めることにより、被測定物の比誘電率の測定精度を高めることができる。
以上説明したように、この実施態様に係る比誘電率測定装置40は、入力電極12と出力電極14との間に電気的に短絡した短絡伝搬路16を有する第1弾性表面波素子10と、入力電極22と出力電極24との間に格子状の凹凸構造29が形成された格子状伝搬路26を有する第2弾性表面波素子20と、入力電極32と出力電極34との間に電気的に開放した開放伝搬路36を有する第3弾性表面波素子30とを備え、第1弾性表面波素子10と第2弾性表面波素子20と第3弾性表面波素子30とは互いに並列に配されている。比誘電率測定装置40において、短絡伝搬路16と格子状伝搬路26と開放伝搬路36に被測定物46を負荷し、入力電極12、入力電極22に同一の信号を入力し、出力電極14、出力電極24から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、又は、入力電極12、入力電極32に同一の信号を入力し、出力電極14、出力電極34から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、比誘電率が低い被測定物46の比誘電率を含めて、広範囲において被測定物46の比誘電率を正確に測定することできる。
なお、図1に示す第2弾性表面波素子20の格子状伝搬路26では、X方向に凹部27及び凸部28から構成される凹凸構造29が形成されているが、さらに、図5Aに示すようにX方向に対して垂直な方向に凹部27A及び凸部28Aから構成される凹凸構造29Aを追加した市松格子状伝搬路としてもよい。また、図5Bに示すように、格子状伝搬路26として、X方向に対して斜めの方向に凹部27B及び凸部28Bから構成される凹凸構造29Bを形成してもよい。
また、測定対象の液体状の被測定物は、特に限定されるものではなく、純液、混合液のいずれであってもよく、メタノール、エタノール等のアルコールの比誘電率を測定する場合に特に有効である。
また、本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
10…第1弾性表面波素子 12、22、32…入力電極
14、24、34…出力電極 16…短絡伝搬路
20…第2弾性表面波素子 26…格子状伝搬路
27、27A、27B…凹部 28、28A、28B…凸部
29、29A、29B…凹凸構造 30…第3弾性表面波素子
36…開放伝搬路 38…開放領域
40…比誘電率測定装置 42…圧電基板
44…金属膜 46…被測定物
48…発振器 50…分配器
52、54…切替器 56…振幅比位相差検出器
14、24、34…出力電極 16…短絡伝搬路
20…第2弾性表面波素子 26…格子状伝搬路
27、27A、27B…凹部 28、28A、28B…凸部
29、29A、29B…凹凸構造 30…第3弾性表面波素子
36…開放伝搬路 38…開放領域
40…比誘電率測定装置 42…圧電基板
44…金属膜 46…被測定物
48…発振器 50…分配器
52、54…切替器 56…振幅比位相差検出器
Claims (4)
- 入力電極と出力電極との間に電気的に短絡した短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、
入力電極と出力電極との間に格子状の凹凸構造が形成された格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子とを備え、
前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子とは並列に配され、
前記短絡伝搬路及び前記格子状伝搬路に液体状の被測定物を負荷した状態において、
前記各入力電極から同一の信号を入力し、前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、前記被測定物の比誘電率を求める
ことを特徴とする比誘電率測定装置。 - 入力電極と出力電極との間に電気的に短絡した短絡伝搬路を有する第1弾性表面波素子と、
入力電極と出力電極との間に格子状の凹凸構造が形成された格子状伝搬路を有する第2弾性表面波素子と、
入力電極と出力電極との間に電気的に開放した開放伝搬路を有する第3弾性表面波素子とを備え、
前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子と前記3弾性表面波素子とは互いに並列に配され、
前記短絡伝搬路と前記格子状伝搬路と前記開放伝搬路に液体状の被測定物を負荷した状態において、
前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各入力電極に同一の信号を入力し、前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、
又は、前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各入力電極に同一の信号を入力し、前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力電極から出力された各出力信号の振幅比及び位相差から、前記被測定物の比誘電率を求める
ことを特徴とする比誘電率測定装置。 - 請求項2記載の比誘電率測定装置において、
前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比及び位相差から算出した前記被測定物の第1比誘電率と、
前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比及び位相差から算出した前記被測定物の第2比誘電率とのうち、
前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比に基づいて、前記第1比誘電率又は前記第2比誘電率を前記被測定物の比誘電率とする
ことを特徴とする比誘電率測定装置。 - 請求項3記載の比誘電率測定装置において、
前記第2比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比が、前記第1比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比よりも大きい場合に、前記第1比誘電率を前記被測定物の比誘電率とし、
前記第2比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第3弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比が、前記第1比誘電率に対する前記第1弾性表面波素子と前記第2弾性表面波素子の前記各出力信号の振幅比よりも小さい場合に、前記第2比誘電率を前記被測定物の比誘電率とする
ことを特徴とする比誘電率測定装置。
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