JP3167053B2 - 液体の性質を測定するための弾性表面波装置 - Google Patents
液体の性質を測定するための弾性表面波装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波を利用して
液体の粘性率、導電率、誘電率などの液体の性質を測定
するための弾性表面波装置に関する。
液体の粘性率、導電率、誘電率などの液体の性質を測定
するための弾性表面波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば図７(Ａ)
に示すように、圧電基板１０上に平行に設けられた第１
及び第２領域１０ａ，１０ｂの各両端部に櫛歯状の入力
電極１１，１２と出力電極１３，１４とを所定距離を隔
てて相対向してそれぞれ形成するとともに、第１及び第
２領域１０ａ，１０ｂの中央部に全体を短絡する方形の
導電膜１５，１６を形成するようにしている。そして、
この装置を用いた液体の性質の測定に際しては、合成樹
脂性で方形に形成した枠体１７をシリコンゴムなどで一
方の導電膜１５上に固着してその内部にプールを形成す
るとともに同プール内に被測定用の液体を満たし、入力
電極１１，１２に発振器１８からの高周波信号を印加す
るとともに出力電極１３，１４から出力される信号をベ
クトルボルトメータ１９に供給して、液体の有無に起因
した導電膜１５，１６部分における弾性表面波の伝搬速
度の差をベクトルボルトメータ１９で検出して液体の粘
性率を測定するようにしている。
に示すように、圧電基板１０上に平行に設けられた第１
及び第２領域１０ａ，１０ｂの各両端部に櫛歯状の入力
電極１１，１２と出力電極１３，１４とを所定距離を隔
てて相対向してそれぞれ形成するとともに、第１及び第
２領域１０ａ，１０ｂの中央部に全体を短絡する方形の
導電膜１５，１６を形成するようにしている。そして、
この装置を用いた液体の性質の測定に際しては、合成樹
脂性で方形に形成した枠体１７をシリコンゴムなどで一
方の導電膜１５上に固着してその内部にプールを形成す
るとともに同プール内に被測定用の液体を満たし、入力
電極１１，１２に発振器１８からの高周波信号を印加す
るとともに出力電極１３，１４から出力される信号をベ
クトルボルトメータ１９に供給して、液体の有無に起因
した導電膜１５，１６部分における弾性表面波の伝搬速
度の差をベクトルボルトメータ１９で検出して液体の粘
性率を測定するようにしている。
【０００３】また、この種の他の従来装置は、例えば図
７(Ｂ)に示すように、前記一方の導電膜１６を方形の周
囲のみを短絡する導電膜１６ａで置換するようにしてい
る。そして、この装置を用いた液体の性質の測定に際し
ては、合成樹脂性で方形に形成した枠体１７ａをシリコ
ンゴムなどで両導電膜１５，１６ａ上に固着してその内
部にプールを形成するとともに同プール内に被測定用の
液体を満たし、前記と同様に発振器１８及びベクトルボ
ルトメータ１９を用いて、導電膜１５，１６ａの差に起
因した弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失の差をそれぞ
れ検出して、液体の導電率及び誘電率をそれぞれ測定す
るようにしている。
７(Ｂ)に示すように、前記一方の導電膜１６を方形の周
囲のみを短絡する導電膜１６ａで置換するようにしてい
る。そして、この装置を用いた液体の性質の測定に際し
ては、合成樹脂性で方形に形成した枠体１７ａをシリコ
ンゴムなどで両導電膜１５，１６ａ上に固着してその内
部にプールを形成するとともに同プール内に被測定用の
液体を満たし、前記と同様に発振器１８及びベクトルボ
ルトメータ１９を用いて、導電膜１５，１６ａの差に起
因した弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失の差をそれぞ
れ検出して、液体の導電率及び誘電率をそれぞれ測定す
るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、液体の粘性
率、導電率及び誘電率を測定しようとする場合、液体の
粘性率に関しては前記従来の前者の弾性表面波装置を利
用する必要があり、液体の導電率及び誘電率に関しては
前記従来の後者の弾性表面波装置を利用する必要があっ
た。したがって、従来の装置にあっては、液体の粘性
率、導電率及び誘電率を同一条件下で測定することが難
しく、測定された粘性率と導電率及び誘電率との間に測
定条件の差異による誤差が含まれていた。また、この場
合、液体の粘性率の測定と液体の導電率及び誘電率の測
定とを分けて行わなければならず、測定に手間がかかっ
た。
率、導電率及び誘電率を測定しようとする場合、液体の
粘性率に関しては前記従来の前者の弾性表面波装置を利
用する必要があり、液体の導電率及び誘電率に関しては
前記従来の後者の弾性表面波装置を利用する必要があっ
た。したがって、従来の装置にあっては、液体の粘性
率、導電率及び誘電率を同一条件下で測定することが難
しく、測定された粘性率と導電率及び誘電率との間に測
定条件の差異による誤差が含まれていた。また、この場
合、液体の粘性率の測定と液体の導電率及び誘電率の測
定とを分けて行わなければならず、測定に手間がかかっ
た。
【０００５】そこで、本出願人は、先の特願平４−２５
８２７１号「液体の特性を測定するための弾性表面波装
置」として、図８に示すように、圧電基板２０上に平行
に設けられた第１〜第３領域２０ａ〜２０ｃの各両端部
に入力電極２１〜２３と出力電極２４〜２６とを所定距
離を隔てて相対向してそれぞれ形成し、第１及び第２領
域２０ａ，２０ｂの中央部に全体を短絡する方形の導電
膜２７，２８を形成し、第３領域２０ｃの中央部に周囲
のみを短絡する方形の導電膜２９を形成するようにした
装置を提案した。そして、この装置を用いた液体の性質
の測定に際しても、合成樹脂性で方形に形成した枠体３
１をシリコンゴムなどで第２及び第３領域２０ｂ，２０
ｃの導電膜２８，２９上に固着してその内部にプールを
形成するとともに同プール内に被測定用の液体を満た
し、前記のように発振器及びベクトルボルトメータを用
いて、液体の粘性率、導電率及び誘電率を同時に測定で
きるようにした。
８２７１号「液体の特性を測定するための弾性表面波装
置」として、図８に示すように、圧電基板２０上に平行
に設けられた第１〜第３領域２０ａ〜２０ｃの各両端部
に入力電極２１〜２３と出力電極２４〜２６とを所定距
離を隔てて相対向してそれぞれ形成し、第１及び第２領
域２０ａ，２０ｂの中央部に全体を短絡する方形の導電
膜２７，２８を形成し、第３領域２０ｃの中央部に周囲
のみを短絡する方形の導電膜２９を形成するようにした
装置を提案した。そして、この装置を用いた液体の性質
の測定に際しても、合成樹脂性で方形に形成した枠体３
１をシリコンゴムなどで第２及び第３領域２０ｂ，２０
ｃの導電膜２８，２９上に固着してその内部にプールを
形成するとともに同プール内に被測定用の液体を満た
し、前記のように発振器及びベクトルボルトメータを用
いて、液体の粘性率、導電率及び誘電率を同時に測定で
きるようにした。
【０００６】しかし、上記のような提案装置にあって
も、被測定用の液体をプール内に滴下する必要があり、
この滴下に手間がかかり不便であった。特に、メッキ
液、塗料などの液体を使用しながら（生産ラインにおい
て）、その液体の性質を測定することはできなかった。
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は、被測定用の液体を使用しながらその粘性率、
導電率及び誘電率などを簡単に測定できるようにした液
体の性質を測定するための弾性表面波装置を提供しよう
とするものである。
も、被測定用の液体をプール内に滴下する必要があり、
この滴下に手間がかかり不便であった。特に、メッキ
液、塗料などの液体を使用しながら（生産ラインにおい
て）、その液体の性質を測定することはできなかった。
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、そ
の目的は、被測定用の液体を使用しながらその粘性率、
導電率及び誘電率などを簡単に測定できるようにした液
体の性質を測定するための弾性表面波装置を提供しよう
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、圧電基板上に平行に設け
られた第１〜第３領域の各両端部に入力電極と出力電極
とを所定距離を隔てて相対向してそれぞれ形成し、第１
及び第２領域の表面全体に絶縁膜を形成するとともに同
絶縁膜の表面全体に導電膜を形成し、第３領域の表面に
入力電極と出力電極との間の所定領域を残して絶縁膜を
形成するとともに同絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第
１領域を液密性のキャップで覆うようにしたことにあ
る。
に、本発明の構成上の特徴は、圧電基板上に平行に設け
られた第１〜第３領域の各両端部に入力電極と出力電極
とを所定距離を隔てて相対向してそれぞれ形成し、第１
及び第２領域の表面全体に絶縁膜を形成するとともに同
絶縁膜の表面全体に導電膜を形成し、第３領域の表面に
入力電極と出力電極との間の所定領域を残して絶縁膜を
形成するとともに同絶縁膜の表面に導電膜を形成し、第
１領域を液密性のキャップで覆うようにしたことにあ
る。
【０００８】
【作用】上記のように構成した本発明においては、同発
明に係る弾性表面波装置を被測定用の液体の中に入れれ
ば、キャップのために第１領域の導電膜は液体に接する
ことなく、第２領域の導電膜は液体に接するので、第１
及び第２領域の入力電極と出力電極間の弾性表面波の伝
搬速度の差により液体の粘性率を測定できる。また、第
３領域の入力電極と出力電極との間の圧電基板部は液体
に接し、第２領域の入力電極と出力電極との間の圧電基
板部は液体に接触しないので、第２及び第３領域の入力
電極と出力電極間の弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失
の差により液体の導電率及び誘電率を測定できる。
明に係る弾性表面波装置を被測定用の液体の中に入れれ
ば、キャップのために第１領域の導電膜は液体に接する
ことなく、第２領域の導電膜は液体に接するので、第１
及び第２領域の入力電極と出力電極間の弾性表面波の伝
搬速度の差により液体の粘性率を測定できる。また、第
３領域の入力電極と出力電極との間の圧電基板部は液体
に接し、第２領域の入力電極と出力電極との間の圧電基
板部は液体に接触しないので、第２及び第３領域の入力
電極と出力電極間の弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失
の差により液体の導電率及び誘電率を測定できる。
【０００９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、被測定用
の液体中に本発明に係る弾性表面波装置を入れることに
よって同液体の性質を測定できるので、同液体を使用し
ながら同液体の性質を簡単に測定できるようになる。
の液体中に本発明に係る弾性表面波装置を入れることに
よって同液体の性質を測定できるので、同液体を使用し
ながら同液体の性質を簡単に測定できるようになる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は同実施例に係る弾性表面波装置を容器４
０内に満たした被測定用の液体Ａ内に入れた状態を概略
的に示している。この弾性表面波装置は平板状の本体５
０とキャップ６０とにより構成されている。
すると、図１は同実施例に係る弾性表面波装置を容器４
０内に満たした被測定用の液体Ａ内に入れた状態を概略
的に示している。この弾性表面波装置は平板状の本体５
０とキャップ６０とにより構成されている。
【００１１】本体５０は、図２に示すように、LiNbO3,L
iTaO3,水晶などの圧電材料で厚さ数１００μm〜数mm 程
度に平板状に形成した圧電基板５１を有する。圧電基板
５１は平行に設けた第１〜第３領域５１ａ〜５１ｃに分
割され、各領域５１ａ〜５１ｃの各両端部には櫛幅を弾
性表面波（使用高周波）の１／２波長とする櫛歯状の入
力電極５２〜５４と出力電極５５〜５７が所定距離を隔
てて相対向してそれぞれ形成されている。これらの各電
極５２〜５７は金属膜を蒸着した後に、フォトリソグラ
フィ技術により構成される。圧電基板５１上にはSiO2等
の絶縁膜５８が厚さ数１００nm〜数μm 程度に塗布さ
れ、同絶縁膜５８上には厚さ数１００nm〜数μm程度に
金属材料で構成したアース用の導電膜５９が蒸着されて
いる。
iTaO3,水晶などの圧電材料で厚さ数１００μm〜数mm 程
度に平板状に形成した圧電基板５１を有する。圧電基板
５１は平行に設けた第１〜第３領域５１ａ〜５１ｃに分
割され、各領域５１ａ〜５１ｃの各両端部には櫛幅を弾
性表面波（使用高周波）の１／２波長とする櫛歯状の入
力電極５２〜５４と出力電極５５〜５７が所定距離を隔
てて相対向してそれぞれ形成されている。これらの各電
極５２〜５７は金属膜を蒸着した後に、フォトリソグラ
フィ技術により構成される。圧電基板５１上にはSiO2等
の絶縁膜５８が厚さ数１００nm〜数μm 程度に塗布さ
れ、同絶縁膜５８上には厚さ数１００nm〜数μm程度に
金属材料で構成したアース用の導電膜５９が蒸着されて
いる。
【００１２】さらに、圧電基板５１の第１〜第３領域５
１ａ〜５１ｃと、同領域５１ａ〜５１ｃにそれぞれ対応
した絶縁膜５８及び導電膜５９の各第１〜第３領域５８
ａ〜５８ｃ，５９ａ〜５９ｃとについて詳細に説明す
る。図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、圧電基板５１の第１及
び第２領域５１ａ，５１ｂ上には、それらの表面全体に
絶縁膜５８の第１及び第２領域５８ａ，５８ｂが形成さ
れている。絶縁膜５８の第１及び第２領域５８ａ，５８
ｂ上には、それらの表面全体に導電膜５９の第１及び第
２領域５９ａ，５９ｂが形成されている。図４(Ａ)(Ｂ)
に示すように、圧電基板５１の第３領域５１ｃ上には、
入力電極５４と出力電極との間の中央部に正方形状の空
間５８ｃ１を残して絶縁膜５８の第３領域５８ｃが形成
されている。絶縁膜５８の第３領域５８ｃ上には、導電
膜５９の第３領域５９ｃが形成されている。この場合、
空間５８ｃ１を形成する絶縁膜５８の第３領域５８ｃの
内側面も絶縁膜５８の保護のために導電膜５９で前記と
同じ数１００nm〜数μm 程度の厚さに覆われており、導
電膜５９の中央部に圧電基板５１の第３領域５１ｃを開
放した空間５９ｃ１が形成されている。なお、このよう
な空間５８ｃ１，５９ｃ１は入力電極５４及び出力電極
５７の形成後に、フォトリソグテフィ技術により形成さ
れる。
１ａ〜５１ｃと、同領域５１ａ〜５１ｃにそれぞれ対応
した絶縁膜５８及び導電膜５９の各第１〜第３領域５８
ａ〜５８ｃ，５９ａ〜５９ｃとについて詳細に説明す
る。図３(Ａ)(Ｂ)に示すように、圧電基板５１の第１及
び第２領域５１ａ，５１ｂ上には、それらの表面全体に
絶縁膜５８の第１及び第２領域５８ａ，５８ｂが形成さ
れている。絶縁膜５８の第１及び第２領域５８ａ，５８
ｂ上には、それらの表面全体に導電膜５９の第１及び第
２領域５９ａ，５９ｂが形成されている。図４(Ａ)(Ｂ)
に示すように、圧電基板５１の第３領域５１ｃ上には、
入力電極５４と出力電極との間の中央部に正方形状の空
間５８ｃ１を残して絶縁膜５８の第３領域５８ｃが形成
されている。絶縁膜５８の第３領域５８ｃ上には、導電
膜５９の第３領域５９ｃが形成されている。この場合、
空間５８ｃ１を形成する絶縁膜５８の第３領域５８ｃの
内側面も絶縁膜５８の保護のために導電膜５９で前記と
同じ数１００nm〜数μm 程度の厚さに覆われており、導
電膜５９の中央部に圧電基板５１の第３領域５１ｃを開
放した空間５９ｃ１が形成されている。なお、このよう
な空間５８ｃ１，５９ｃ１は入力電極５４及び出力電極
５７の形成後に、フォトリソグテフィ技術により形成さ
れる。
【００１３】キャップ６０は、図５，６に示すように、
内部に空洞を有しかつ底面のみを開放した方形状に合成
樹脂又は金属により形成したケース６１を有する。ケー
ス６１の内周面であって前記底面近傍には、本体５０の
厚みより若干狭くかつ同本体５０の幅より若干短いスリ
ットを有するゴム部材６１が固着されている。このよう
に構成したキャップ６０は、前記本体５０を構成する圧
電基板５１、絶縁膜５８及び導電膜５９の第１領域５１
ａ，５８ａ，５９ａを液密的に覆うように組み付けられ
る。なお、ゴム部材６１と本体５０（圧電基板５１、絶
縁膜５８及び導電膜５９の第１領域５１ａ，５８ａ，５
９ａ）との間に液密性を保つために接着剤などを塗布す
るようにしてもよい。
内部に空洞を有しかつ底面のみを開放した方形状に合成
樹脂又は金属により形成したケース６１を有する。ケー
ス６１の内周面であって前記底面近傍には、本体５０の
厚みより若干狭くかつ同本体５０の幅より若干短いスリ
ットを有するゴム部材６１が固着されている。このよう
に構成したキャップ６０は、前記本体５０を構成する圧
電基板５１、絶縁膜５８及び導電膜５９の第１領域５１
ａ，５８ａ，５９ａを液密的に覆うように組み付けられ
る。なお、ゴム部材６１と本体５０（圧電基板５１、絶
縁膜５８及び導電膜５９の第１領域５１ａ，５８ａ，５
９ａ）との間に液密性を保つために接着剤などを塗布す
るようにしてもよい。
【００１４】次に、上記のように構成した弾性表面波装
置を用いた被測定用の液体Ａの粘性率（厳密にいえば、
粘性率に密度を乗算した値）、導電率及び誘電率の測定
について説明する。図１，２に示すように、入力電極５
２〜５４と導電膜５９（アース）との間に高周波発振器
７１を接続するとともに出力電極５５〜５７と導電膜５
９（アース）との間に計算機能及び表示機能付きのベク
トルボルトメータ７２を接続した弾性表面波装置を被測
定用の液体Ａの入った容器４０内に入れて、入力電極５
２〜５４に高周波信号を印加する。これにより、出力電
極５５〜５７にて受信した高周波信号がベクトルボルト
メータ７２に導かれ、ベクトルボルトメータ７２は出力
電極５５，５６からそれぞれ入力される各弾性表面波の
伝搬速度差により液体Ａの粘性率を計算して表示する。
また、ベクトルボルトメータ７２は出力電極５６，５７
からそれぞれ入力される各弾性表面波の伝搬速度差及び
伝搬損失差により液体Ａの導電率及び誘電率を計算して
表示する。なお、これらの液体Ａの粘性率、導電率及び
誘電率が測定される理由について下記に簡単に説明して
おく。
置を用いた被測定用の液体Ａの粘性率（厳密にいえば、
粘性率に密度を乗算した値）、導電率及び誘電率の測定
について説明する。図１，２に示すように、入力電極５
２〜５４と導電膜５９（アース）との間に高周波発振器
７１を接続するとともに出力電極５５〜５７と導電膜５
９（アース）との間に計算機能及び表示機能付きのベク
トルボルトメータ７２を接続した弾性表面波装置を被測
定用の液体Ａの入った容器４０内に入れて、入力電極５
２〜５４に高周波信号を印加する。これにより、出力電
極５５〜５７にて受信した高周波信号がベクトルボルト
メータ７２に導かれ、ベクトルボルトメータ７２は出力
電極５５，５６からそれぞれ入力される各弾性表面波の
伝搬速度差により液体Ａの粘性率を計算して表示する。
また、ベクトルボルトメータ７２は出力電極５６，５７
からそれぞれ入力される各弾性表面波の伝搬速度差及び
伝搬損失差により液体Ａの導電率及び誘電率を計算して
表示する。なお、これらの液体Ａの粘性率、導電率及び
誘電率が測定される理由について下記に簡単に説明して
おく。
【００１５】粘性率について 入力電極５２，５３から出力電極５５，５６にそれぞれ
伝搬される各弾性表面波の伝搬速度差は本来的には
「０」であるが、絶縁膜５８は薄く導電膜５９の第２領
域５９ｂは液体Ａに接触しているために、入力電極５３
から出力電極５６との間に位置する弾性表面波の伝搬路
は液体Ａの機械的性質（粘性率及び密度）の影響を受け
る。一方、導電膜５９の第１領域５９ａは液体Ａに接触
していないために、入力電極５２から出力電極５５との
間に位置する弾性表面波の伝搬路は液体Ａの機械的性質
（粘性率及び密度）の影響を受けない。なお、前記入力
電極５３から出力電極５６への弾性表面波の伝搬路及び
入力電極５２から出力電極５５への弾性表面波の伝搬路
は共に液体Ａとは隔離されているために液体Ａの電気的
性質（導電率及び誘電率）の影響を受けない。これによ
り、入力電極５３と出力電極５６との間に位置する伝搬
路上の弾性表面波の伝搬速度が液体の機械的性質（粘性
率及び密度）によって変化し、入力電極５２と出力電極
５５との間に位置する伝搬路上の弾性表面波の伝搬速度
との間に下記数１で示されるような変化が生じる。そし
て、前記測定結果及び数１に基づくマップにより液体の
粘性率（厳密には密度を乗算した値）が導出される。
伝搬される各弾性表面波の伝搬速度差は本来的には
「０」であるが、絶縁膜５８は薄く導電膜５９の第２領
域５９ｂは液体Ａに接触しているために、入力電極５３
から出力電極５６との間に位置する弾性表面波の伝搬路
は液体Ａの機械的性質（粘性率及び密度）の影響を受け
る。一方、導電膜５９の第１領域５９ａは液体Ａに接触
していないために、入力電極５２から出力電極５５との
間に位置する弾性表面波の伝搬路は液体Ａの機械的性質
（粘性率及び密度）の影響を受けない。なお、前記入力
電極５３から出力電極５６への弾性表面波の伝搬路及び
入力電極５２から出力電極５５への弾性表面波の伝搬路
は共に液体Ａとは隔離されているために液体Ａの電気的
性質（導電率及び誘電率）の影響を受けない。これによ
り、入力電極５３と出力電極５６との間に位置する伝搬
路上の弾性表面波の伝搬速度が液体の機械的性質（粘性
率及び密度）によって変化し、入力電極５２と出力電極
５５との間に位置する伝搬路上の弾性表面波の伝搬速度
との間に下記数１で示されるような変化が生じる。そし
て、前記測定結果及び数１に基づくマップにより液体の
粘性率（厳密には密度を乗算した値）が導出される。
【００１６】
【数１】
【００１７】ただし、ΔＶは検出される弾性表面波の伝
搬速度差、Ｖは圧電基板５１の材料により決定される弾
性表面波伝搬速度（定数）、ωは高周波発振器７１から
発生される高周波信号の角周波数（定数）、Ｐは入力電
極５２，５３に入力される入力電力量、ρは測定される
液体の密度、ηは測定される液体の粘性、υは圧電基板
５１の材料により決定される粒子変位速度である。
搬速度差、Ｖは圧電基板５１の材料により決定される弾
性表面波伝搬速度（定数）、ωは高周波発振器７１から
発生される高周波信号の角周波数（定数）、Ｐは入力電
極５２，５３に入力される入力電力量、ρは測定される
液体の密度、ηは測定される液体の粘性、υは圧電基板
５１の材料により決定される粒子変位速度である。
【００１８】導電率及び誘電率について 導電膜５９の第２及び第３領域５９ｂ，５９ｃは共に液
体Ａに接触しているために、入力電極５３，５４と出力
電極５６，５７との間にそれぞれ位置する弾性表面波の
伝搬路に対する液体Ａの機械的性質（粘性率及び密度）
の影響は相殺される。一方、圧電基板５１の第３領域５
１ｃの中央部はオープンしていて液体Ａに接触している
ので、第３領域５１ｃにおいては圧電基板５１内の粒子
変位による電界が液体Ａ中に漏れる。これに対して、圧
電基板５１の第２領域５１ｂは解放されていなくて液体
Ａに接触していないので、第２領域５１ｂにおいては圧
電基板５１内の粒子変位による電界が液体Ａ中に漏れな
い。したがって、入力電極５４と出力電極５７との間に
位置する弾性表面波の伝搬路のみが液体Ａの電気的性質
（導電率及び誘電率）の影響を受け、同伝搬路の音響イ
ンピーダンスが液体の電気的性質（導電率及び誘電率）
によって変化する。これにより、入力電極５４から出力
電極５７への弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失が液体
の電気的性質（導電率及び誘電率）によって変化し、入
力電極５３から出力電極５６への弾性表面波の伝搬速度
及び伝搬損失との間に下記数２，３で示されるような変
化が生じる。そして、前記測定結果及びこれらの数２，
３に基づくマップを参照して液体の導電率及び誘電率が
導出される。
体Ａに接触しているために、入力電極５３，５４と出力
電極５６，５７との間にそれぞれ位置する弾性表面波の
伝搬路に対する液体Ａの機械的性質（粘性率及び密度）
の影響は相殺される。一方、圧電基板５１の第３領域５
１ｃの中央部はオープンしていて液体Ａに接触している
ので、第３領域５１ｃにおいては圧電基板５１内の粒子
変位による電界が液体Ａ中に漏れる。これに対して、圧
電基板５１の第２領域５１ｂは解放されていなくて液体
Ａに接触していないので、第２領域５１ｂにおいては圧
電基板５１内の粒子変位による電界が液体Ａ中に漏れな
い。したがって、入力電極５４と出力電極５７との間に
位置する弾性表面波の伝搬路のみが液体Ａの電気的性質
（導電率及び誘電率）の影響を受け、同伝搬路の音響イ
ンピーダンスが液体の電気的性質（導電率及び誘電率）
によって変化する。これにより、入力電極５４から出力
電極５７への弾性表面波の伝搬速度及び伝搬損失が液体
の電気的性質（導電率及び誘電率）によって変化し、入
力電極５３から出力電極５６への弾性表面波の伝搬速度
及び伝搬損失との間に下記数２，３で示されるような変
化が生じる。そして、前記測定結果及びこれらの数２，
３に基づくマップを参照して液体の導電率及び誘電率が
導出される。
【００１９】
【数２】
【００２０】
【数３】
【００２１】ただし、ΔＶは検出される弾性表面波の伝
搬速度差、Δαは検出される弾性表面波の伝搬損失差、
Ｖは圧電基板５１の材料により決定される弾性表面波伝
搬速度（定数）、（ΔＶ／Ｖ0）LSCは液体として水を選
定した場合における弾性表面波伝搬速度Ｖに対する伝搬
速度差の比（事前に測定されている定数）、ωは高周波
発振器７１から発生される高周波信号の角周波数（定
数）、εL は測定される液体の誘電率、εWは水の誘電
率（定数）、εPは圧電基板５１の材料により決定され
る同基板５１の誘電率（定数）、σは測定される液体の
導電率である。
搬速度差、Δαは検出される弾性表面波の伝搬損失差、
Ｖは圧電基板５１の材料により決定される弾性表面波伝
搬速度（定数）、（ΔＶ／Ｖ0）LSCは液体として水を選
定した場合における弾性表面波伝搬速度Ｖに対する伝搬
速度差の比（事前に測定されている定数）、ωは高周波
発振器７１から発生される高周波信号の角周波数（定
数）、εL は測定される液体の誘電率、εWは水の誘電
率（定数）、εPは圧電基板５１の材料により決定され
る同基板５１の誘電率（定数）、σは測定される液体の
導電率である。
【００２２】上記測定方法の説明からも理解できるとお
り、上記実施例によれば、弾性表面波装置を容器４０内
の被測定用の液体Ａ中に入れるのみで、同液体Ａの性質
を測定できるので、同液体Ａを使用しながら同液体Ａの
性質を簡単に測定できるようになる。
り、上記実施例によれば、弾性表面波装置を容器４０内
の被測定用の液体Ａ中に入れるのみで、同液体Ａの性質
を測定できるので、同液体Ａを使用しながら同液体Ａの
性質を簡単に測定できるようになる。
【図１】 本発明の一実施例に係る弾性表面波装置を被
測定用の液体内に入れた状態を示す概略図である。
測定用の液体内に入れた状態を示す概略図である。
【図２】 図１の弾性表面波装置本体と高周波発振器及
びベルトボルトメータとの接続状態を示す透視図であ
る。
びベルトボルトメータとの接続状態を示す透視図であ
る。
【図３】 (Ａ)は図２の弾性表面波装置本体の第１及び
第２領域を詳細に示す透視図であり、(Ｂ)はそれらの縦
断面図ある。
第２領域を詳細に示す透視図であり、(Ｂ)はそれらの縦
断面図ある。
【図４】 (Ａ)は図２の弾性表面波装置本体の第３領域
を詳細に示す透視図であり、(Ｂ)はその縦断面図ある。
ある。
を詳細に示す透視図であり、(Ｂ)はその縦断面図ある。
ある。
【図５】 前記弾性表面波装置本体とキャップとの関係
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図６】 図５の縦断面図である。
【図７】 (Ａ)(Ｂ)は従来の弾性表面波装置の概略平面
図である。
図である。
【図８】 提案装置に係る弾性表面波装置の概略平面図
である。
である。
４０…容器、５０…弾性表面波装置本体、５１…圧電基
板、５１ａ〜５１ｃ…第１〜第３領域、５２〜５４…入
力電極、５５〜５７…出力電極、５８…絶縁膜、５８ａ
〜５８ｃ…第１〜第３領域、５９…導電膜、５９ａ〜５
９ｃ…第１〜第３領域、６０…キャップ、７１…高周波
発振器、７２…ベクトルボルトメータ。
板、５１ａ〜５１ｃ…第１〜第３領域、５２〜５４…入
力電極、５５〜５７…出力電極、５８…絶縁膜、５８ａ
〜５８ｃ…第１〜第３領域、５９…導電膜、５９ａ〜５
９ｃ…第１〜第３領域、６０…キャップ、７１…高周波
発振器、７２…ベクトルボルトメータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28 G01N 11/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】圧電基板上に平行に設けられた第１〜第３
領域の各両端部に入力電極と出力電極とを所定距離を隔
てて相対向してそれぞれ形成し、 前記第１及び第２領域の表面全体に絶縁膜を形成すると
ともに同絶縁膜の表面全体に導電膜を形成し、 前記第３領域の表面に入力電極と出力電極との間の所定
領域を残して絶縁膜を形成するとともに同絶縁膜の表面
に導電膜を形成し、 前記第１領域を液密性のキャップで覆うようにしたこと
を特徴とする液体の性質を測定するための弾性表面波装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34580492A JP3167053B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 液体の性質を測定するための弾性表面波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34580492A JP3167053B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 液体の性質を測定するための弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194346A JPH06194346A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3167053B2 true JP3167053B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=18379100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34580492A Expired - Fee Related JP3167053B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 液体の性質を測定するための弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167053B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001153781A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Maruyasu Industries Co Ltd | 液体の特性値を測定するための弾性表面波装置 |
| JP3780197B2 (ja) * | 2001-10-30 | 2006-05-31 | マルヤス工業株式会社 | 弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置 |
| AU2003241851A1 (en) * | 2002-06-08 | 2003-12-22 | Lg Innotek Co., Ltd | Saw sensor device using slit acoustic wave and method thereof |
| JPWO2006027893A1 (ja) | 2004-09-10 | 2008-05-08 | 株式会社村田製作所 | 液中物質検出センサ及びそれを用いた液中物質検出装置 |
| CN100595581C (zh) * | 2004-09-10 | 2010-03-24 | 株式会社村田制作所 | 液体中物质检测传感器及使用它的液体中物质检测装置 |
| WO2008102577A1 (ja) | 2007-02-19 | 2008-08-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 弾性表面波センサー装置 |
| JP6154103B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2017-06-28 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波センサおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34580492A patent/JP3167053B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06194346A (ja) | 1994-07-15 |
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