JP5172595B2 - Ｓａｗセンサ判別装置およびｓａｗセンサ判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、被測定溶液にＳＡＷセンサを浸漬して被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法に関するものである。

従来から、圧電基板上に、逆圧電効果により表面弾性波（Surface Acoustic Wave）を送信する送信電極と、表面弾性波が伝搬する伝搬面と、表面弾性波を圧電効果により電気信号として受信する受信電極とが配置された表面弾性波遅延線を有するＳＡＷセンサが知られている。

ＳＡＷセンサは、被測定溶液に浸漬することで伝搬面に被測定溶液が接触している状態で送信電極から表面弾性波を送信し、伝搬面を伝搬した表面波弾性波を受信電極から電気信号として受信する。

また、このＳＡＷセンサを物性（粘度、比誘電率、導電率等）が既知である基準液に浸漬し、ＳＡＷセンサから出力された出力データを基準として設定する校正を行った後、被測定溶液にＳＡＷセンサを浸漬し、ＳＡＷセンサから出力された出力データと上記基準とを比較して被測定溶液の上記物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムが知られている。

特許文献１には、表面弾性波のうち、伝搬面に平行に、且つ伝搬方向に垂直に変位するすべり表面弾性波を送信電極から送信することにより、伝搬面に被測定溶液が接触した状態であっても、伝搬面を伝搬する表面弾性波の減衰を低減し、受信電極で十分な強度を有する表面弾性波の受信が可能なＳＡＷセンサを利用したＳＡＷ溶液測定システムが提案されている。

特許文献２には、被測定溶液に接触している伝搬面を伝搬する表面弾性波は、被測定溶液のいわゆる機械的な物性（粘度、質量）および環境温度により変化するだけではなく、被測定溶液のいわゆる電気的な物性（比誘電率、導電率）によっても変化するという知見に基づくＳＡＷセンサ溶液測定システムが提案されている。

具体的に特許文献２には、伝搬面が電気的に開放された表面弾性波遅延線（以下、ＯＰＥＮ側遅延線という。）と伝搬面が電気的に短絡された表面弾性波遅延線（以下、ＳＨＯＲＴ側遅延線という。）とを有するＳＡＷセンサを利用して、被測定溶液のいわゆる機械的な物性、環境温度、いわゆる電気的な物性により表面弾性波が変化するＯＰＥＮ側遅延線の電気信号から伝搬面を電気的に短絡することで被測定溶液のいわゆる電気的な物性による表面弾性波の変化は生じないＳＨＯＲＴ側遅延線の電気信号の差分により、被測定溶液のいわゆる電気的な物性（比誘電率および導電率）による表面弾性波の変化のみをセンシングし、被測定溶液の比誘電率および導電率を測定するＳＡＷ溶液測定システムが提案されている。
特開平２−２３８３５７号公報 特開平３−２０９１５７号公報

しかしながら、ＳＡＷセンサは、使用により出力レベルが低下する可能性がある。その原因として、工場出荷後の継続的な使用による伝搬面上の汚れの堆積、送信電極および受信電極の劣化等、あるいは、前回使用時の伝搬面の洗浄不良、取扱不良による送信電極および受信電極の損傷等が考えられる。

ＳＡＷセンサ溶液測定システムは、前述のとおり、校正で得られた出力データを基準として設定し、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られた出力データとを比較して被測定溶液の物性を測定する。このため、測定者が出力レベルの低下したＳＡＷセンサを使用した校正により基準を設定し、この出力レベルの低下したＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られた出力データと上記基準とを比較して得られた測定結果からＳＡＷセンサの出力レベルの低下を認識することは困難である。すなわち測定者は、ＳＡＷセンサの出力レベルの低下を看過して出力レベルの低下したＳＡＷセンサを継続して使用する虞がある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、ＳＡＷセンサ溶液測定システムにおいて、出力レベルが低下したＳＡＷセンサの良否を判別できるＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１のＳＡＷセンサ判別装置は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、工場出荷時の校正でＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データを記録する記録部と、工場出荷後の今回の新たな校正であって、工場出荷時の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、この今回校正出力データと出荷時校正出力データとを比較し、今回校正出力データが出荷時校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とする。

本発明の第２のＳＡＷセンサ判別装置は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、前回の校正でＳＡＷセンサから出力された前回校正出力データを記録する記録部と、今回の新たな校正であって、前回の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、この今回校正出力データと前回校正出力データとを比較し、今回校正出力データが前回校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とする。

本発明の第３のＳＡＷセンサ判別装置は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、工場出荷時および前回の校正でＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データと前回校正出力データとを記録する記録部と、今回の新たな校正であって、工場出荷時および前回の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、この今回校正出力データと出荷時校正出力データおよび前回校正出力データとを比較し、今回校正出力データが出荷時校正出力データまたは前回校正出力データのいずれか一方よりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とする。

本発明の第１〜第３のＳＡＷセンサ判別装置は、ＳＡＷセンサが識別番号を有し、判別部が、識別番号に基づいて記録部に記録されているＳＡＷセンサの校正での出荷時校正出力データまたは前回校正出力データを検索してＳＡＷセンサの良否を判別するものであってもよい。

本発明の第１のＳＡＷセンサ判別方法は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別方法であって、工場出荷時の校正でＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データを記録し、工場出荷後の今回の新たな校正であって、工場出荷時の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、この今回校正出力データと出荷時校正出力データとを比較し、今回校正出力データが出荷時校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とする。

本発明の第２のＳＡＷセンサ判別方法は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、前回の校正でＳＡＷセンサから出力された前回校正出力データを記録し、今回の新たな校正であって、前回校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、この今回校正出力データと前回校正出力データとを比較し、今回校正出力データが前回校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とする
本発明の第３のＳＡＷセンサ判別方法は、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られるＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、この基準とＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおけるＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別方法であって、工場出荷時および前回の校正でＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データと前回校正出力データとを記録し、今回の新たな校正であって、工場出荷時および前回の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用する校正でＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、この今回校正出力データと出荷時校正出力データおよび前回校正出力データとを比較し、今回校正出力データが出荷時校正出力データまたは前回校正出力データのいずれか一方よりも予め設定されている閾値以上低下している場合、ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とする。

本発明の第１〜第３のＳＡＷセンサ不良判別方法は、ＳＡＷセンサの識別番号に基づいて記録されているＳＡＷセンサの出荷時校正出力データまたは前回校正出力データを検索してＳＡＷセンサの良否を判別してもよい。

本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法における「ＳＡＷセンサ」とは、圧電基板上に送信電極と受信電極を有し、圧電基板の表面の一部である伝搬面に被測定溶液を接触させ、送信電極から逆圧電効果により表面弾性波を送信し、この伝搬面を伝搬した表面弾性波を受信電極から圧電効果により電気信号として受信して、被測定溶液の物性の変化を電気信号の変化として捉えるセンサを意味する。

本発明の第１〜第３のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法における「基準液」とは、予め物性が既知であり、ＳＡＷセンサを浸漬して得られた出力データが基準となる液体を意味する。上記「校正」とは、ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られた出力データを基準とすることを意味する。上記「物性」とは、液体の粘度、比誘電率、導電率等を意味する。上記「同等な基準液」とは、同一の基準液のみを意味するものではなく、同一の製造方法により製造された同一の物性を有する基準液を含む意味である。上記「閾値」とは、差分値または比率を含む意味である。

本発明の第１および第３のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法における「工場出荷時の校正」とは、ＳＡＷセンサが出荷されるまでに行われた校正のうちの最後の校正を意味し、ＳＡＷセンサの製造時に最後の校正が行われた場合、その製造時の校正を意味する。

本発明の第２および第３のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法における「前回の校正」とは、必ずしも直前の校正のみを意味するものではなく、工場出荷時以降の校正であって、数回前の校正をも含むものである。ここで「数回前の校正」とは、２回〜１０回程度の所定回前の校正を意味する。上記「前回校正出力データを記録」とは、基本的に校正毎に校正出力データを記録することを意味する。

本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法は、出荷時校正出力データを記録し、工場出荷後の今回の新たな校正時に、工場出荷時の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用した今回校正出力データと出荷時校正出力データとを比較し、今回校正出力データが出荷時校正出力データよりも閾値以上に低下している場合、このＳＡＷセンサを不良と判別している。

したがって、本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法によれば、工場出荷後の継続的な測定により出力レベルが徐々に低下したＳＡＷセンサを工場出荷時の出力レベルと比較することにより、工場出荷後の今回の新たな校正時にＳＡＷセンサの良否が判別可能となる。

また、本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法は、前回校正出力データを記録し、今回の新たな校正時に、前回の校正で使用した基準液と同等な基準液を使用した今回校正出力データと前回校正出力データとを比較し、今回校正出力データが前回校正出力データよりも閾値以上低下している場合、このＳＡＷセンサを不良と判別している。

したがって、本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法によれば、前回の測定により出力レベルが低下したＳＡＷセンサを前回の校正の出力レベルと比較することにより、今回の新たな校正時にＳＡＷセンサの良否が判別可能となる。

以下、本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明のＳＡＷセンサ判別装置を含むＳＡＷセンサ溶液測定システムの実施形態の概略構成図である。ＳＡＷセンサ溶液測定システム１は、一例として被測定溶液Ｌｍの物性のうち、比誘電率εｒ’および導電率σ’を測定する。また、ＳＡＷセンサ溶液測定システム１の校正は、一例として純水（比誘電率８０．３７、導電率０）を基準液Ｌｒとする。以下、本実施形態では、基準液を純水Ｌｒとして説明する。

ＳＡＷセンサ溶液測定システム１は、同図に示すとおり、測定時には被測定溶液Ｌｍ、校正時には純水Ｌｒに浸漬されるＳＡＷセンサ１０と、ＳＡＷセンサ１０と送信ケーブル２、受信ケーブル３を介して接続されるＳＡＷセンサ制御装置２０と、ＳＡＷセンサ制御装置２０と通信ケーブル４を介して接続されるＳＡＷセンサ判別装置３０とから構成される。なお、ＳＡＷセンサ１０は、図示しないコネクタにより送信ケーブル２および受信ケーブル３と着脱自在であり、ＳＡＷセンサ溶液測定システム１は、複数のＳＡＷセンサ１０を交換して使用することが可能である。

図２は、ＳＡＷセンサ１０の概略構成図である。ＳＡＷセンサ１０は、同図に示すとおり、エポキシ等の樹脂性、またはセラミックのハウジング１１と、ハウジング１１内の２組の表面弾性波遅延線１２、１３とから主に構成される。このように、ＳＡＷセンサ１０は、一枚の基板１４上に、２チャンネルのセンシング部を有するものである。

表面弾性波遅延線１２、１３は、圧電基板１４と、この圧電基板１４の略中央を伝搬面１４ａとし、該伝搬面１４ａの両端に配置された送信側インターデジタル型トランスデューサ１５（以下、送信側ＩＤＴ１５という。）と受信側インターデジタル型トランスデューサ１６（以下、受信側ＩＤＴ１６という。）とから構成される。本実施形態での圧電基板１４は、一例として３６Ｙ−ＸＬiＴａＯ３基板である。

表面弾性波遅延線１３の伝搬面１４ａは、金属性の薄膜１７で覆われ、この薄膜１７は、表面弾性波遅延線１３の伝搬面１４ａ電気的に短絡する。一方、表面弾性波遅延線１２の伝搬面１４ａは、電気的に開放されている。また、表面弾性波遅延線１２、１３の各伝搬面１４ａは、ハウジング１１から露出し、校正時には純水Ｌｒと、測定時には被測定溶液Ｌｍと接触する。

送信側ＩＤＴ１５および受信側ＩＤＴ１６は、櫛歯状の送信電極１５ａ、１５ｂおよび受信電極１６ａ、１６ｂの組合せにより構成される。送信電極１５ａと送信ケーブル２の信号線２ａ、受信電極１６ａと受信ケーブル３の信号線３ａはそれぞれ接続し、送信電極１５ｂおよび受信電極１６ｂはともに接地される。

ＳＡＷセンサ制御装置２０からの送信信号ＳＳが送信ケーブル２を介して送信側ＩＤＴ１５に入力されると、送信側ＩＤＴ１５は、逆圧電効果により送信電極１５ａ、１５ｂから表面弾性波Ｗを送信する。

表面弾性波Ｗは、校正時には純水Ｌｒ、測定時には被測定溶液Ｌｍと接触している伝搬面１４ａを伝搬して受信側ＩＤＴ１６に到達する。

受信側ＩＤＴ１６は、圧電効果により受信電極１６ａ、１６ｂから受信信号ＲＳを出力する。ここで、表面弾性波遅延線１２の受信信号ＲＳ１は、校正時には純水Ｌｒ、測定時には被測定溶液Ｌｍのいわゆる機械的な物性（粘度、質量等）、いわゆる電気的な物性（比誘電率εｒ’、導電率σ’）、環境温度の影響を受けた電気信号であり、一方、表面弾性波遅延線１３の受信信号ＲＳ２は、伝搬面１４ａが薄膜１７で短絡されることにより、純水Ｌｒまたは被測定溶液Ｌｍのいわゆる機械的な物性（粘度、質量等）および環境温度の影響のみを受けた電気信号である。受信信号ＲＳ１、ＲＳ２は、受信ケーブル３を介して図示しないＳＡＷセンサ制御装置２０に入力される。なお、ＳＡＷセンサ１０は、識別番号ＩＤが記録されたメモリ１９を有している。

再び、図１を参照して説明する。ＳＡＷセンサ制御装置２０は、ＳＡＷセンサ１０を制御するものであり、送信ケーブル２を介して表面弾性波遅延線１２、１３の各送信側ＩＤＴ１５へ送信信号ＳＳを出力する送信部２１と、各受信ケーブル３を介して受信信号ＲＳ１、ＲＳ２が入力され、通信ケーブル４を介してＳＡＷセンサ判別装置３０に出力する受信部２２とから構成される。また、ＳＡＷセンサ１０の識別番号ＩＤは、必要に応じてＳＡＷセンサ制御装置２０を介してＳＡＷセンサ判別装置３０に出力される。

本実施形態では、ＳＡＷセンサ判別装置３０は、一例としてコンピュータにより実現さる。ＳＡＷセンサ判別装置３０は、ＳＡＷセンサ１０の良否を判別するだけではなく、ＳＡＷセンサ１０からの出力データに基づいて被測定溶液Ｌｍの比誘電率εｒ’および導電率σ’を測定する。

ＳＡＷセンサ判別装置３０は、通信ケーブル４を介して入力された受信信号ＲＳ１、ＲＳ２を演算する演算部３１と、校正時の演算部３１の演算結果を記録する記録部３２と、校正時の演算部３１の演算結果よりＳＡＷセンサ１０の良否を判別する判別部３３と、演算部３１の演算結果からチャート画像Ｐを出力する画像作成部３４と、チャート画像Ｐを表示する表示部３５とから構成される。

演算部３１は、伝搬面１４ａが電気的に開放された表面弾性波遅延線１２の受信信号ＲＳ１および伝搬面１４ａが電気的に短絡された表面弾性波遅延線１３の受信信号ＲＳ２をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段３１ａと、受信信号ＲＳ１から受信信号ＲＳ２を差分して得られる位相値φおよび振幅値Ａに基づいて出力データＤを演算するＳＡＷ演算手段３１ｂとから構成される。また、校正時の純水Ｌｒの位相値φおよび振幅値Ａは、演算部３１内の不図示のメモリに記録される。

ＳＡＷ演算手段３１ｂは、測定時の被測定溶液Ｌｍの位相値φおよび振幅値Ａから不図示のメモリに記録される純水Ｌｒの位相値φおよび振幅値Ａを引くことで、被測定溶液Ｌｍの位相差Δφおよび振幅比ΔＡを算出する。次に、ＳＡＷ演算手段３１ｂは、この位相差Δφおよび振幅比ΔＡを用いて下記の式（１）および式（２）より出力データＤとして速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）および減衰変化Δ（α／ｋ）を演算する。

Δ（Ｖ／Ｖ）＝Δφ／Ｌ＊λ／３６０ 式（１）
Δ（α／ｋ）＝ΔＡ／８．６８６／Ｌ＊λ／２π 式（２）
ここで、式（１）、式（２）において、λは、送信信号ＳＳの波長、Ｌは送信側ＩＤＴ１５と受信側ＩＤＴ１６との間の距離、ｋは波数を示す。具体的に、送信信号ＳＳの周波数は、５０ＭＨｚであり、圧電素子中の波長λは、８０μｍ、Ｌは、５ｍｍである。

演算部３１は、校正時には純水Ｌｒの速度変化（ΔＶ／Ｖ）ｒおよび減衰変化Δ（α／ｋ）ｒ（以下、校正出力データＤｒという。）、測定時には被測定溶液Ｌｍの速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）ｍおよび減衰変化Δ（α／ｋ）ｍ（以下、測定出力データＤｍという。）を演算する。

ここで、校正出力データＤｒおよび測定出力データＤｍは、受信信号ＲＳ１から受信信号ＲＳ２を差分することにより、純水Ｌｒおよび被測定溶液のいわゆる電気的性質（比誘電率εｒ、導電率σ）の影響によって生じた変化を示す。

記録部３２は、校正出力データＤｒを記録する。また、記録部３２は、ＳＡＷセンサ１０の識別番号ＩＤとともに校正出力データＤｒを記録することも可能である。

判別部３３は、記録部３２が記録する校正出力データＤｒと、今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎとを比較してＳＡＷセンサ１０の良否を判別する。また、判別部３３は、装着されているＳＡＷセンサ１０の識別番号ＩＤに基づいて記録部３２が記録する校正出力デーＤｒを検索して上記の比較をすることも可能である。判別部３３の具体的なＳＡＷセンサ１０の良否判別方法は後述する。

画像作成部３４は、横軸を速度変化Δ（Ｖ／Ｖ），縦軸を減衰変化Δ（α／ｋ）とし、純水Ｌｒを使用した今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎの値が比誘電率８０．３７、導電率０の位置となるように、

を用いて、図３に示す比誘電率・導電率チャートを作成し、この比誘電率・導電率チャート上に測定出力データＤｍを描画したチャート画像Ｐを表示部３５に出力する。ここで、ωは角周波数、εｐTは圧電基板１４の実効誘電率、ε０は空気の誘電率を示す。

表示部３５は、チャート画像Ｐを表示する。なお、同図において、チャート画像Ｐは、一例として図中○印に被測定溶液Ｌｍにジオキサン溶液を使用した測定出力データＤｍと、図中□印に被測定溶液Ｌｍに塩化カリウム溶液を使用した測定出力データＤｍを示す。

本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第１の実施形態について説明する。図４は、ＳＡＷセンサ溶液測定システム１による本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第１の実施形態の概念図である。

第１の実施形態は、記録部３２が工場出荷時の校正での出荷時校正出力データＤｒ１を記録する。ここで、工場出荷時の校正とは、ＳＡＷセンサ１０が出荷されるまでの間に行われた校正のうち、最後の校正を意味する。すなわちＳＡＷセンサの製造時に最後の校正が行われた場合、その製造時の校正を意味する。

判別部３３は、工場出荷時以降の今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎが、出荷時校正出力データＤｒ１と比較して所定の閾値ｔｈ１以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０を不良と判別する。

具体的に、判別部３３は、今回校正出力データＤｒｎのうち、速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）ｒｎ、減衰変化Δ（α／ｋ）ｒｎの少なくとも一方が出荷時校正出力データＤｒ１の、速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）ｒ１、減衰変化Δ（α／ｋ）ｒ１から閾値ｔｈ１以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０の出力レベルが低下していると判断し、ＳＡＷセンサ１０を不良と判別する。

第１の実施形態は、閾値ｔｈ１を一例として出荷時校正出力データＤｒ１と今回校正出力データＤｒｎとの差分値の出荷時校正出力データＤｒ１に対する比率とし、一例として出荷時校正出力データＤｒ１の１０パーセントとする。閾値ｔｈ１は、上記比率に限定されるものではなく、上記差分値でもよい。また、閾値ｔｈ１の数値は、特に限定されるものではない。なお、今回の新たな校正で使用する純水Ｌｒは、工場出荷時の校正の純水Ｌｒと厳密に同一である必要はなく、同一の製造方法により製造され、同一の物性を有する純水であればよい。

本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第２の実施形態について説明する。図５は、ＳＡＷセンサ溶液測定システム１による本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第２の実施形態の概念図である。

第２の実施形態は、記録部３２が前回の校正での前回校正出力データＤｒ２を記録する。ここで、前回の校正とは、直前の校正に限定されず、２回から１０回程度の所定回数前の校正をも含むものである。また、記録部３２は、前回校正出力データＤｒ２のみを記録するものではなく、一般的に全ての校正での校正出力データＤｒを記録する。

判別部３３は、今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎが前回校正出力データＤｒ２と比較して所定の閾値ｔｈ２以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０を不良とする。

具体的に、判別部３３は、今回校正出力データＤｒｎのうち、速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）ｒｎ、減衰変化Δ（α／ｋ）ｒｎの少なくとも一方が前回校正出力データＤｒ２の、速度変化Δ（Ｖ／Ｖ）ｒ２、減衰変化Δ（α／ｋ）ｒ２から閾値ｔｈ２以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０の出力レベルが低下していると判断し、ＳＡＷセンサ１０を不良と判別する。

第２の実施形態は、閾値ｔｈ２を一例として前回校正出力データＤｒ２と今回校正出力データＤｒｎとの差分値の前回校正出力データＤｒ２に対する比率とし、一例として前回校正出力データＤｒ２の２パーセントとする。閾値ｔｈ２は、第１の実施形態と同様に、上記比率に限定されるものではなく、上記差分値でもよい。また、閾値ｔｈ２の数値は、特に限定されるものではない。なお、第２の実施形態のその他の態様は、第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。

本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第３の実施形態について説明する。図６は、ＳＡＷセンサ溶液測定システム１による本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第３の実施形態の概念図である。

第３の実施形態は、記録部３２が出荷時校正出力データＤｒ１と前回校正出力データＤｒ２の両方を記録する。

判別部３３は、今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎが、出荷時校正出力データＤｒ１と前回校正出力データＤｒ２と比較して所定の閾値ｔｈ１または閾値ｔｈ２以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０を不良とする。また、閾値ｔｈ２と閾値ｔｈ１とは異なる必要はなく、同一であってもよい。なお、第３の実施形態のその他の態様は、第１の実施形態および第２の実施形態と同一であり、その説明を省略する。

本発明のＳＡＷセンサ判別方法の第４の実施形態について説明する。

第４の実施形態は、記録部３２が校正出力データＤｒをＳＡＷセンサ１０の識別番号ＩＤとともに記録し、判別部３３は、装着されているＳＡＷセンサ１０の識別番号ＩＤに基づいて、記録部３２から出荷時校正出力データＤｒ１または前回校正出力データＤｒ２を検索する。なお、第４の実施形態は、第１〜第３の実施形態と組み合わせて適用することが可能である。

本発明のＳＡＷセンサ判別装置およびＳＡＷセンサ判別方法によれば、記録部３２が工場出荷時の校正での出荷時校正出力データＤｒ１を記録し、工場出荷時以降の今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎが出荷時校正出力データＤｒ１より閾値ｔｈ１以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０を不良と判別するため、継続的な使用により出力レベルが徐々に低下したＳＡＷセンサ１０を判別できる。

また、記録部３２が前回の校正での前回校正出力データＤｒ２を記録し、今回の新たな校正での今回校正出力データＤｒｎが前回の校正での前回校正出力データＤｒ２より閾値ｔｈ２以上低下している場合、ＳＡＷセンサ１０を不良と判別するため、前回の使用により出力レベルが低下したＳＡＷセンサ１０を判別できる。

なお、本発明の実施形態であるＳＡＷセンサ溶液測定システム１は、被測定溶液Ｌｍの比誘電率εｒ’および導電率σ’を測定するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、被測定溶液Ｌｍの粘度、質量等を測定するものであってもよい。さらに、本実施形態では、基準液Ｌｒを純水として説明したが、これに限定されるものではなく、比誘電率εｒ’、導電率σ’が既知である液体であればよい。

ＳＡＷセンサ溶液測定システム１の概略構成図 ＳＡＷセンサ１０の概略構成図 チャート画像Ｐを示す図 ＳＡＷセンサ判別方法の第１の実施形態の概念図 ＳＡＷセンサ判別方法の第２の実施形態の概念図 ＳＡＷセンサ判別方法の第３の実施形態の概念図

符号の説明

εｒ’ 物性、比誘電率
σ’ 物性、導電率
Ｄｒ 校正出力データ
Ｄｒ１ 出荷時校正出力データ
Ｄｒ２ 前回校正出力データ
Ｄｒｎ 今回校正出力データ
Ｌｍ 被測定溶液
Ｌｒ 基準液
ｔｈ１ 閾値
ｔｈ２ 閾値
１ ＳＡＷセンサ溶液測定システム
１０ ＳＡＷセンサ
３０ ＳＡＷセンサ判別装置
３２ 記録部
３３ 判別部

Claims (8)

1. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、
   工場出荷時の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データを記録する記録部と、
   工場出荷後の今回の新たな校正であって、前記工場出荷時の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、該今回校正出力データと前記出荷時校正出力データとを比較し、前記今回校正出力データが前記出荷時校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とするＳＡＷセンサ判別装置。
2. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、
   前回の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された前回校正出力データを記録する記録部と、
   今回の新たな校正であって、前記前回の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、該今回校正出力データと前記前回校正出力データとを比較し、前記今回校正出力データが前記前回校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とするＳＡＷセンサ判別装置。
3. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別装置であって、
   工場出荷時および前回の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データと前回校正出力データとを記録する記録部と、
   今回の新たな校正であって、前記工場出荷時および前記前回の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データが入力され、該今回校正出力データと前記出荷時校正出力データおよび前記前回校正出力データとを比較し、前記今回校正出力データが前記出荷時校正出力データまたは前記前回校正出力データのいずれか一方よりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別する判別部とを備えていることを特徴とするＳＡＷセンサ判別装置。
4. 前記ＳＡＷセンサが識別番号を有し、前記判別部が前記識別番号に基づいて前記記録部が記録する前記ＳＡＷセンサの前記出荷時校正出力データまたは前記前回校正出力データを検索して前記ＳＡＷセンサの良否を判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項にＳＡＷセンサ判別装置。
5. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別方法であって、
   工場出荷時の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データを記録し、
   工場出荷後の今回の新たな校正であって、前記工場出荷時の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、
   該今回校正出力データと前記出荷時校正出力データとを比較し、
   前記今回校正出力データが前記出荷時校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とするＳＡＷセンサ判別方法。
6. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別方法であって、
   前回の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された前回校正出力データを記録し、
   今回の新たな校正であって、前記前回の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、
   該今回校正出力データと前記前回校正出力データとを比較し、
   前記今回校正出力データが前記前回校正出力データよりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とするＳＡＷセンサ判別方法。
7. ＳＡＷセンサを基準液に浸漬して得られる前記ＳＡＷセンサからの出力データを基準として設定する校正の後に、前記基準と前記ＳＡＷセンサを被測定溶液に浸漬して得られる出力データとを比較することにより、前記被測定溶液の物性を測定するＳＡＷセンサ溶液測定システムにおける前記ＳＡＷセンサの良否を判別するＳＡＷセンサ判別方法であって、
   工場出荷時および前回の前記校正で前記ＳＡＷセンサから出力された出荷時校正出力データと前回校正出力データとを記録し、
   今回の新たな校正であって、前記工場出荷時および前記前回の校正で使用した前記基準液と同等な基準液を使用する校正で前記ＳＡＷセンサから出力された今回校正出力データを入力し、
   該今回校正出力データと前記出荷時校正出力データおよび前記前回校正出力データとを比較し、
   前記今回校正出力データが前記出荷時校正出力データまたは前記前回校正出力データのいずれか一方よりも予め設定されている閾値以上低下している場合、前記ＳＡＷセンサを不良と判別することを特徴とするＳＡＷセンサ判別方法。
8. 前記ＳＡＷセンサの識別番号に基づいて前記記録されている前記ＳＡＷセンサの前記出荷時校正出力データまたは前記前回校正出力データを検索して前記ＳＡＷセンサの良否を判別することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項にＳＡＷセンサ判別方法。

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