JP5771444B2

JP5771444B2 - 分析装置

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Publication number: JP5771444B2
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Inventors: 良太嶽; 伊藤　敦; 敦伊藤
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Description

本発明は、分析装置に係り、特に、雰囲気中での発振子の発振周波数を測定し、測定された周波数に基づいて、発振子表面に付着した特定成分の分析を行う分析装置に関する。

液体中の特定成分と反応して吸着する反応材が一面に設けられた発振子を、例えば血液などの液体中に浸漬させると、液体中の特定成分が反応材の表面と反応して付着し、発振子の発振周波数が減少するという現象を用いて、試料中の特定成分の反応速度等を分析する分析装置が現在開発されている。
近年では、測定時間の短縮や測定精度の向上の要求から、複数の発振子を用いて、複数の試料から特定の成分を同時に分析できる分析装置が考案されている。

特許文献１に開示された分析装置１００は、図５を参照し、複数の発振子１１１₁〜１１１₄と、各発振子１１１₁〜１１１₄が接続された信号切換部１７０と、信号切換部１７０に接続された一つの発振回路１１２と、発振回路１１２の出力信号を計測する計測部１１４とを有している。発振回路１１２を動作させながら、信号切換部１７０のスイッチ１７１₁〜１７１₄を順番に一つずつ導通させることにより、各発振子１１１₁〜１１１₄を順番に一つずつ時間を区切って発振させることができる。特許文献１には、各発振子１１１₁〜１１１₄を一つずつ発振させることにより、発振子１１１₁〜１１１₄同士が干渉しない旨記載されている。

しかしながら、特許文献１の分析装置１００では、信号切換部１７０に電磁リレーを用いると、切換頻度に比例して寿命が短くなるため、単位時間当たりの測定回数を増やすことができないという問題があり、また、発振子１１１₁〜１１１₄の数が増えると電磁リレーの数も増えて、消費電力が増大するという問題があった。

一方、信号切換部１７０に半導体リレーを用いると、電磁リレーよりも出力端子間容量が大きいために、発振子１１１₁〜１１１₄同士の干渉が起きるという問題があり、また、電磁リレーよりもオン抵抗が大きいために、発振子１１１₁〜１１１₄が基本波又は逓倍波で発振しなくなるという問題があった。

特許文献２に開示された分析装置２００は、図６を参照し、複数の発振子２１１₁〜２１１₈と、各発振子２１１₁〜２１１₈にそれぞれ接続された複数の発振回路２１２₁〜２１２₈と、各発振回路２１２₁〜２１２₈からの出力信号を切り換えて一チャンネルずつ出力する信号切換部２７０と、信号切換部２７０の出力信号を計測する計測部２１４とを有している。特許文献２には発振子２１１₁〜２１１₈同士が干渉しないように、各発振子２１１₁〜２１１₈にはシールド２９３が設けられている旨記載されている。

しかしながら、特許文献２の分析装置２００では、各発振回路２１２₁〜２１２₈を常に動作させて各発振子２１１₁〜２１１₈を常に振動させているため、無駄な電流消費が生じていた。また、信号切換部２７０の具体的な構成は開示されていないが、各発振回路２１２₁〜２１２₈の出力信号を常に切り換えているため、信号切換部２７０に係る消費電流を抑えることは困難であると推測される。

また、特許文献３では、一枚の水晶板に複数の発振子が配置されるように電極を配線し、各発振子から一つの発振回路までの配線数が発振子の数より少なくなるように構成された分析装置が開示されているが、発振回路と各発振子との間の配線が非対称であるため、水晶板上での発振子の位置により発振条件が変化し、発振子に加わる温度や溶液粘度の変化によって発振子の周波数応答が各発振子間で一致しなくなるという問題があった。また、信号切換部が一つの発振回路と各発振子との間に設けられているため、信号切換部にリレーを用いた場合には、特許文献１の分析装置に関して説明したのと同様の問題が生じるおそれがあった。

特開２００２−１４８２９５号公報特開２００６−１９４８６８号公報特開２０００−３３８０２２号公報特開２０１０−８７５７１号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、複数の発振子を互いに干渉させずに発振させることができ、かつ消費電流の少ない分析装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、雰囲気中の特定成分を吸着する反応材が一面に設けられ、浸漬される雰囲気中の前記特定成分の前記一面の付着量に応じて周波数が変化する複数の発振子と、一の前記発振子と帰還抵抗素子とが入力端子と出力端子との間に並列に接続された増幅器を備える複数の発振回路と、各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子に、前記増幅器を動作させるオン電圧と、前記増幅器の動作を停止させるオフ電圧とをそれぞれ印加する制御部と、各前記発振回路の前記増幅器の前記出力端子がそれぞれ接続された伝送路と、前記伝送路に接続され、前記伝送路を流れる信号の周波数を計測する計測部と、を有し、前記制御部は、複数の前記発振回路のうち、一の前記発振回路に前記オン電圧を印加し、他の前記発振回路には前記オフ電圧を印加するように構成され、前記計測部で計測された前記周波数に基づいて、各前記発振子の前記付着量をそれぞれ求める分析装置であって、各前記発振回路の前記増幅器の前記出力端子と前記伝送路との間には、前記オフ電圧が印加された前記発振回路を前記伝送路から電気的に切り離し、前記オン電圧が印加された前記発振回路の出力信号を前記伝送路を介して前記計測部に伝達する逆流防止回路が接続された分析装置である。
本発明は分析装置であって、前記逆流防止回路は、各前記発振回路と前記伝送路との間にそれぞれ直列に接続された複数の容量性カップリングを有する分析装置である。
本発明は分析装置であって、前記逆流防止回路は、各前記発振回路と前記伝送路との間にそれぞれ直列に接続された複数のダイオードを有する分析装置である。
本発明は分析装置であって、前記制御部は複数のトランジスタを有し、各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子にはそれぞれ異なる前記トランジスタのドレインが電気的に接続された分析装置である。
本発明は分析装置であって、前記制御部は複数の出力端子を有するＣＭＯＳ論理回路であり、各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子には前記ＣＭＯＳ論理回路のそれぞれ異なる前記出力端子が電気的に接続された分析装置である。

測定しない発振子の発振回路にはオフ電圧を印加して動作を停止させるので、電流消費を抑えることができる。また、同時に二個以上の発振子を動作させないので、出力信号の干渉を排除できる。

制御部は発振回路の直流電源線（増幅器の正側電源端子）に接続され、信号線（増幅器の入力端子又は出力端子）には接続されていないため、制御部のオン抵抗が大きいことにより発振子が所定周波数で発振しなかったり、制御部の出力端子間容量により交流信号を遮断できないという問題は生じない。そのため、制御部はオン抵抗、出力端子間容量の大きい半導体リレーでも構成することができる。

一の発振子には一の発振回路が接続されているので、発振子と発振回路と、を接続する配線を各発振子を通して最短にすることができる。すなわち、各発振子と発振回路と、を接続する配線のインピーダンスを下げることができるので、発振回路の発振余裕度が向上する。

本発明の分析装置の内部構成図本発明の分析装置の等価回路図（ａ）：発振子の平面図（ｂ）：同Ａ−Ａ線切断断面図本発明の第二例の分析装置の等価回路図従来の分析装置の第一例の内部構成図従来の分析装置の第二例の内部構成図

＜分析装置の構造＞
本発明の分析装置の構造を説明する。
図１は分析装置１０の内部構成図である。

分析装置１０は、雰囲気８中の特定成分を吸着する反応材が一面に設けられ、浸漬される雰囲気８中の特定成分の付着量に応じて周波数が変化する複数の発振子１１₁〜１１₄と、一の発振子１１₁〜１１₄と帰還抵抗素子とが入力端子と出力端子との間に並列に接続された増幅器を備える複数の発振回路１２₁〜１２₄と、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器の正側電源端子に、増幅器を動作させるオン電圧と、増幅器の動作を停止させるオフ電圧とをそれぞれ印加する制御部１５と、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器の出力端子がそれぞれ接続された伝送路１６と、伝送路１６に接続され、伝送路１６を流れる信号の周波数を計測する計測部１４とを有している。
雰囲気８はここでは特定成分が溶解した液体が用いられるが、本発明の雰囲気８は液体に限定されず、特定成分が拡散したガスであってもよい。

本実施例では、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器の出力端子と伝送路１６との間には、オフ電圧が印加された発振回路１２₁〜１２₄を伝送路１６から電気的に切り離し、オン電圧が印加された発振回路１２₁〜１２₄の出力信号を伝送路１６を介して計測部１４に伝達する逆流防止回路１３が接続されている。
制御部１５には、制御部１５に電源電圧を供給する電源装置３８と、制御部１５に入力信号を入力する計算機３７とが接続されている。

各発振子１１₁〜１１₄の構造は互いに同じであり、符号１１₁の発振子で代表して説明する。
図３（ａ）は発振子１１₁の平面図、図３（ｂ）は同Ａ−Ａ線切断断面図である。図３（ａ）の図面上では後述する樹脂の記載を省略している。

発振子１１₁は、ここでは石英からなる円板形状の振動子１１ａと、振動子１１ａの表面と裏面とにそれぞれ配置された第一、第二の電極１１ｂ、１１ｃとを有している。
第二の電極１１ｃは樹脂１１ｅで封止されており、発振子１１₁が雰囲気中に浸漬されても、第一、第二の電極１１ｂ、１１ｃ間が雰囲気により電気的に短絡されることはなく、第一、第二の電極１１ｂ、１１ｃ間に電圧が印加されると振動子１１ａが発振できるようになっている。

第一の電極１１ｂの表面には雰囲気中の特定の成分と反応して吸着する反応材１１ｄが設けられている。発振子１１₁が雰囲気中に浸漬されると、雰囲気中の特定の成分は反応材１１ｄの表面と反応して付着し、振動子１１ａの発振周波数は付着した特定成分の付着量に応じて変化するようになっている。付着した特定成分の付着量が多いほど、付着物の重量が増加して、振動子１１ａの発振周波数は低下する。

図２は分析装置１０の等価回路図である。
各発振回路１２₁〜１２₄の構造は互いに同じであり、図２の図面上では符号１２₁の発振回路の内部構造に符号を付し、他の発振回路１２₂〜１２₄の内部構造には符号を省略している。

発振回路１２₁〜１２₄の構造を、符号１２₁の発振回路で代表して説明する。
発振回路１２₁は、増幅器２１と、帰還抵抗素子２２と、第一、第二の容量素子２３、２４と、補助増幅器２５とを有している。発振子１１₁と帰還抵抗素子２２は増幅器２１の入力端子２７と出力端子２６との間に並列に接続されている。帰還抵抗素子２２は増幅器２１の出力端子２６から出力された出力信号を入力端子２７に帰還させる。

ここでは増幅器２１と補助増幅器２５はＣＭＯＳ論理反転回路である。増幅器２１の入力端子２７には発振子１１₁の一方の電極と帰還抵抗素子２２の一端と第一の容量素子２３の一端とが電気的に接続され、出力端子２６には発振子１１₁の他方の電極と帰還抵抗素子２２の他端と第二の容量素子２４の一端と補助増幅器２５の入力端子とが電気的に接続されている。第一、第二の容量素子２３、２４の他端と、増幅器２１の負側電源端子（ＧＮＤ端子）と補助増幅器２５の負側電源端子は接地されている。

増幅器２１の正側電源端子（Ｖ_dd端子）２８と補助増幅器２５の正側電源端子に、増幅器２１を動作させるオン電圧である正電圧が印加されると、増幅器２１と補助増幅器２５が動作して、発振子１１₁に電圧が印加され、発振子１１₁が発振する。第一、第二の容量素子２３、２４は発振子１１₁の発振周波数を所定の周波数に安定させる。増幅器２１の出力端子２６には発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の出力信号が出力され、出力信号は補助増幅器２５に入力され、補助増幅器２５の出力端子には増幅器２１の出力信号と同じ周波数で論理が反転された出力信号が出力される。

一方、増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子に、増幅器２１の動作を停止させるオフ電圧（ここではハイ・インピーダンス）が印加されると、増幅器２１と補助増幅器２５の動作は停止され、発振子１１₁の発振が停止し、増幅器２１と補助増幅器２５の出力端子はハイ・インピーダンスになる。このとき、増幅器２１の出力端子２６から帰還抵抗素子２２には電流が流れないため、発振回路１２₁で電流消費がない。

本発明では、一の発振子１１₁には一の発振回路１２₁が接続されており、発振子１１₁と発振回路１２₁と、を接続する配線を各発振子１１₁〜１１₄を通して最短にすることができる。すなわち、各発振子１１₁〜１１₄と発振回路１２₁〜１２₄と、を接続する配線のインピーダンスを下げることができるので、発振回路１２₁〜１２₄の発振余裕度が向上する。よって、発振子１１₁〜１１₄に付着物が付着することにより、発振子１１₁〜１１₄のインピーダンスが増加しても、安定した周波数で発振を持続させることができる。

制御部１５は、複数のトランジスタ３５₁〜３５₄と、プルアップ抵抗３５ａ₁〜３５ａ₄とを有している。
トランジスタ３５₁〜３５₄はここではＰＭＯＳトランジスタであり、ソース端子には電源装置３８が電気的に接続され、ドレイン端子にはそれぞれ異なる発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子とが電気的に接続され、ゲート端子には計算機３７が電気的に接続されている。
ここでは、計算機３７は、各トランジスタ３５₁〜３５₄のうち、一のトランジスタに負論理の入力信号を入力するように構成されている。

各トランジスタ３５₁〜３５₄のソース端子に電源装置３８から正電圧が印加された状態で、一のトランジスタ（例えば、符号３５₁のトランジスタ）のゲート端子に計算機３７から入力信号が入力されると、一のトランジスタ３５₁のソース端子とドレイン端子との間にチャネルが形成されて電流が流れ、一のトランジスタ３５₁に接続された一の発振回路１２₁の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子にオン電圧である正電圧が印加される。

プルアップ抵抗３５ａ₁〜３５ａ₄は、一端と他端とがトランジスタ３５₁〜３５₄のソース端子とゲート端子にそれぞれ接続されており、ゲート端子に計算機３７から入力信号が入力されていないときには、ゲート端子は正電位にされて、ソース端子とドレイン端子との間にチャネルが形成されることが防止されている。

従って、制御部１５は、一のトランジスタ（例えば、符号３５₁のトランジスタ）のゲート端子に入力信号が入力されて、一の発振回路１２₁の増幅器２１の正側電源端子２８にオン電圧を印加するときに、他のトランジスタ３５₂〜３５₄のゲート端子は正電位にされ、他の発振回路１２₂〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８にはオフ電圧を印加するようになっている。よって、同時に二個以上の発振子１１₁〜１１₄が動作することはなく、出力信号の干渉を排除できる。

本発明では、スイッチング回路である制御部１５は、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８に接続され、発振信号が流れる出力端子２６又は入力端子２７には接続されていない。そのため、制御部１５のオン抵抗が大きいことにより、発振子１１₁〜１１₄が基本波又は逓倍波で発振しなかったり、制御部１５の出力端子間容量により交流信号を遮断できないという問題は起こらない。

よって、制御部１５を、オン抵抗が電磁リレーより大きい半導体で構成することができ、電磁リレーを用いる場合よりも、消費電力を低減でき、部品コストを削減できる。また切換頻度を増やしても電磁リレーより寿命が長く、単位時間当たりの切換頻度を増やすことにより、各発振回路１２₁〜１２₄からの出力信号の測定回数を増やすことができる。

逆流防止回路１３は、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の出力端子２６と伝送路１６との間にそれぞれ直列に接続された複数の容量性カップリング３１₁〜３１₄を有している。
各容量性カップリング３１₁〜３１₄の構成は互いに同様であり、符号３１₁の容量性カップリングで代表して説明する。

容量性カップリング３１₁の一端は一の発振回路１２₁の補助増幅器２５の出力端子に接続され、他端は伝送路１６に接続されている。
補助増幅器２５の出力端子と正側電源端子の間には保護ダイオード（不図示）が接続されている。保護ダイオードのアノード端子は補助増幅器２５の出力端子に接続され、カソード端子は補助増幅器２５の正側電源端子に接続されている。

補助増幅器２５の出力端子から発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の出力信号が出力されると、容量性カップリング３１₁は当該出力信号を伝送路１６に伝達する。すなわち、伝送路１６には発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の信号が流れる。
また、容量性カップリング３１₁により、発振回路１２₁の出力端子と伝送路１６との間を流れる直流電流は切り離される。

よって、オン電圧が印加された一の発振回路１２₁から伝送路１６に伝達された出力信号は、伝送路１６からオフ電圧が印加された他の発振回路１２₂〜１２₄の保護ダイオードを通って他の発振回路１２₂〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８に逆流し、他の発振回路１２₂〜１２₄を動作させてしまうことはない。

計測部１４は伝送路１６に電気的に接続され、伝送路１６を流れる信号の周波数を計測できるように構成されている。一の発振回路１２₁にオン電圧が印加されているとき、他の発振回路１２₂〜１２₄にはオフ電圧が印加され、伝送路１６から他の発振回路１２₂〜１２₄の保護ダイオードを通って他の発振回路１２₂〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８に流れる直流電流は遮断され、他の発振回路１２₂〜１２₄が動作することがないので、一の発振回路１２₁から出力されて伝送路１６を流れる出力信号は他の発振回路１２₂〜１２₄からの出力信号の影響を受けて歪んだり周波数が変化することはなく、計測部１４は一の発振回路１２₁から出力された出力信号の周波数を精密に計測できる。

計算機３７には、発振子１１₁〜１１₄の発振周波数と付着物の重量との対応関係が予め記憶されており、記憶された対応関係から、計測部１４で計測された周波数に基づいて、発振させている発振子１１₁〜１１₄に付着した付着物の重量（付着した特定成分の付着量）を求めるように構成されている。

＜分析装置の使用方法＞
上述の分析装置１０を使用した液体中の特定成分の分析方法を説明する。
（準備工程）
各発振子１１₁〜１１₄の第一の電極１１ｂの表面に、液体中の成分のうちそれぞれ異なる種類の特定成分と反応して付着させる反応材１１ｄをそれぞれ設けておく（図３参照）。
図１を参照し、複数の容器７₁〜７₄に液体８を入れておき、各容器７₁〜７₄内に発振子１１₁〜１１₄をそれぞれ配置して、各発振子１１₁〜１１₄を液体８中に浸漬させる。

図２を参照し、電源装置３８から制御部１５の各トランジスタ３５₁〜３５₄のソース端子に正電圧を印加し、以後正電圧の印加を継続する。プルアップ抵抗３５ａ₁〜３５ａ₄により、各トランジスタ３５₁〜３５₄のゲート端子は正電位にされ、ドレインからゲートに電流は流れない。よって、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子にはオフ電圧が印加され、増幅器２１と補助増幅器２５は動作しない。各発振回路１２₁〜１２₄に電流は流れず、電流消費は生じない。

計算機３７から制御部１５の一のトランジスタ３５₁に入力信号を入力する。
一のトランジスタ３５₁に入力信号が入力されると、当該トランジスタ３５₁は一の発振回路１２₁の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子にオン電圧を印加する。

オン電圧を印加された増幅器２１と補助増幅器２５は動作して、当該増幅器２１の入力端子２７と出力端子２６との間に接続された一の発振子１１₁を発振させ、補助増幅器２５の出力端子から発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の出力信号が出力される。

制御部１５は発振回路１２₁の増幅器２１の正側電源端子２８に接続され、入力端子２７又は出力端子２６には接続されていないため、制御部１５のオン抵抗が大きいことにより発振子１１₁が所定の周波数で発振しなかったり、制御部１５の出力端子間容量により交流信号を遮断できないという問題は生じない。
一の発振回路１２₁から出力された出力信号は逆流防止回路１３の容量性カップリング３１₁を介して伝送路１６に伝達され、計測部１４で周波数が計測される。

計算機３７から一のトランジスタ３５₁に入力信号が入力されている間、他のトランジスタ３５₂〜３５₄には入力信号は入力されず、他の発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子にはオフ電圧が印加され、他のトランジスタ３５₂〜３５₄では電流消費は生じない。また、逆流防止回路１３により伝送路１６から他の発振回路１２₂〜１２₄の保護ダイオードを通って他の発振回路１２₂〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８に流れる直流電流が遮断され、他の発振回路１２₂〜１２₄が動作することがないので、一の発振回路１２₁から出力された伝送路１６を流れる出力信号は、他の発振回路１２₂〜１２₄からの出力信号の影響を受けて歪んだり周波数が変化することは起こらない。

よって、計測部１４で計測された出力信号の周波数は発振子１１₁の発振周波数と同じであり、計算機３７は計測部１４で計測された出力信号の周波数を初期周波数として記憶する。
計算機３７は一の発振子１１₁の初期周波数を記憶した後、一のトランジスタ３５₁への入力信号を停止する。

他の発振子１１₂〜１１₄についても上記と同様にして、一のトランジスタに入力信号を入力して一の発振子の初期周波数を計測して記憶することを、他の各発振子１１₂〜１１₄に対して順番に一つずつ行う。

（試料分析工程）
計算機３７は、一のトランジスタに入力信号を入力して一の発振子の初期周波数を計測して記憶することを、各発振子１１₁〜１１₄に対して以後順番に繰り返す。ここでは、入力信号のパルス幅を１００ｍｓｅｃにし、一の入力信号と次の入力信号の間の間隔を２５ｍｓｅｃにするが、本発明は、これらの時間の長さに限定されない。
制御部１５は半導体で構成されており、入力信号の切り換えを繰り返しても、電磁リレーとは違って寿命は短くならない。

図１を参照し、各容器７₁〜７₄内に、分析対象である試料を投入する。
投入された試料は液体８中に溶けて溶液が生成され、生成された溶液中の特定成分は発振子１１₁〜１１₄に設けられた反応材１１ｄの表面と反応して、反応材１１ｄの表面に付着し始める。
成分の付着量が増加するにしたがって、発振子１１₁〜１１₄の発振周波数は低下する。

計算機３７は、各発振子１１₁〜１１₄毎に、計測された周波数に基づいて、発振させている発振子１１₁〜１１₄の反応材１１ｄに付着した特定成分の付着量を求める。
また、求めた特定成分の付着量を、試料の投入時刻からの経過時間で割って、特定成分と反応材１１ｄとの反応速度を計算する。

各発振子１１₁〜１１₄には互いに異なる種類の反応材１１ｄが設けられており、一回の試料分析工程でそれぞれ異なる種類の反応材１１ｄと反応する複数種類の成分の付着量と反応速度を求めることができる。

一の発振子１１₁が発振して一の発振回路１２₁からの出力信号が伝送路１６を流れている間は、伝送路１６から他の発振回路１２₂〜１２₄の保護ダイオードを通って他の発振回路１２₂〜１２₄の正側電源端子に流れようとする直流電流は遮断され、他の発振回路１２₂〜１２₄が動作することがないので、伝送路１６を流れる出力信号は他の発振回路１２₂〜１２₄からの出力信号の影響を受けて歪んだり周波数が変化することはなく、一の発振子１１₁の発振周波数を精密に計測することができ、特定成分の付着量を精密に求めることができる。

また一の発振回路１２₁にオン電圧を印加しているとき、他の発振回路１２₂〜１２₄にオフ電圧を印加して動作させないため、他の発振回路１２₂〜１２₄で電流消費は起こらず、従来の分析装置より電流消費を低減できる。

＜第二例の分析装置の構造＞
本発明の第二例の分析装置１０’の構造を説明する。
図４は第二例の分析装置１０’の等価回路図である。第二例の分析装置１０’の構造のうち、上述の符号１０の分析装置（以下、第一例の分析装置と呼ぶ）の構造と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

第二例の分析装置１０’は、第一例の分析装置１０の制御部１５と逆流防止回路１３の代わりに、別構造の制御部１５’と逆流防止回路１３’とを有している。
第二例の分析装置１０’の逆流防止回路１３’は、各発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の出力端子２６と伝送路１６との間にそれぞれ直列に接続された複数のダイオード３３₁〜３３₄を有している。

ダイオード３３₁〜３３₄はここではショットキーバリアダイオードであり、ダイオード３３₁〜３３₄のアノード端子はそれぞれ異なる発振回路１２₁〜１２₄の補助増幅器２５の出力端子に接続され、カソード端子は伝送路１６に接続されている。
伝送路１６には補助抵抗３４の一端が接続され、補助抵抗３４の他端は接地されている。

補助増幅器２５の出力端子から発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の出力信号が出力されると、ダイオード３３₁は当該出力信号を伝送路１６に伝達する。すなわち、伝送路１６には発振子１１₁の発振周波数と同じ周波数の信号が流れる。
また、ダイオード３３₁により、伝送路１６から発振回路１２₁の出力端子へ流れる直流電流は切り離される。

第二例の分析装置１０’の制御部１５’は複数の出力端子を有するＣＭＯＳ論理回路であり、電源端子には電源装置３８が電気的に接続され、複数の出力端子にはそれぞれ異なる発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子とが電気的に接続され、入力端子には計算機３７が接続され、接地端子は接地されている。

制御部１５’は、計算機３７からの入力信号に基づいて、一の出力端子にオン電圧を出力して、一の発振回路（ここでは符号１２₁の発振回路）にオン電圧を印加し、一の発振回路１２₁にオン電圧を印加するときには、他の出力端子にオフ電圧を出力して、他の発振回路１２₂〜１２₄にオフ電圧を印加するように構成されている。
そのため、一の発振回路１２₁にオン電圧を印加しているとき、他の発振回路１２₂〜１２₄で電流消費は起こらず、従来の分析装置より電流消費を低減できる。

発振回路１２₁〜１２₄の消費電力がＣＭＯＳ論理回路の出力端子からの出力電力以下であれば、ＣＭＯＳ論理回路の出力端子を発振回路１２₁〜１２₄の増幅器２１の正側電源端子２８と補助増幅器２５の正側電源端子に直接配線することができ、部品コストの削減になり、回路基板の小型化が可能となる。
第二例の分析装置１０’の使用方法は第一例の分析装置１０の使用方法と同様であり、説明を省略する。

上述の第一例、第二例の分析装置１０、１０’の説明では、それぞれ４組の発振子１１₁〜１１₄と発振回路１２₁〜１２₄の組を有する構成で説明したが、発振子１１₁〜１１₄と発振回路１２₁〜１２₄の組の数は４組に限定されず、２組以上であればよい。
また、増幅器２１の正側電源端子２８に印加する電圧の調整により各発振回路１２₁〜１２₄の間欠動作が可能な場合には、逆流防止回路１３、１３’を省略してもよい。

８……雰囲気（液体）
１０、１０’……分析装置
１１₁〜１１₄……発振子
１１ｄ…反応材
１２₁〜１２₄……発振回路
１３、１３’……逆流防止回路
１４……計測部
１５、１５’……制御部
１６……伝送路
２１……増幅器
２２……帰還抵抗素子
２６……増幅器の出力端子
２７……増幅器の入力端子
２８……増幅器の正側電源端子
３１₁〜３１₄……容量性カップリング
３３₁〜３３₄……ダイオード
３５₁〜３５₄……トランジスタ

Claims

雰囲気中の特定成分を吸着する反応材が一面に設けられ、浸漬される雰囲気中の前記特定成分の前記一面の付着量に応じて周波数が変化する複数の発振子と、
一の前記発振子と帰還抵抗素子とが入力端子と出力端子との間に並列に接続された増幅器を備える複数の発振回路と、
各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子に、前記増幅器を動作させるオン電圧と、前記増幅器の動作を停止させるオフ電圧とをそれぞれ印加する制御部と、
各前記発振回路の前記増幅器の前記出力端子がそれぞれ接続された伝送路と、
前記伝送路に接続され、前記伝送路を流れる信号の周波数を計測する計測部と、
を有し、
前記制御部は、複数の前記発振回路のうち、一の前記発振回路に前記オン電圧を印加し、他の前記発振回路には前記オフ電圧を印加するように構成され、
前記計測部で計測された前記周波数に基づいて、各前記発振子の前記付着量をそれぞれ求める分析装置であって、
各前記発振回路の前記増幅器の前記出力端子と前記伝送路との間には、前記オフ電圧が印加された前記発振回路を前記伝送路から電気的に切り離し、前記オン電圧が印加された前記発振回路の出力信号を前記伝送路を介して前記計測部に伝達する逆流防止回路が接続された分析装置。
前記逆流防止回路は、各前記発振回路と前記伝送路との間にそれぞれ直列に接続された複数の容量性カップリングを有する請求項１記載の分析装置。
前記逆流防止回路は、各前記発振回路と前記伝送路との間にそれぞれ直列に接続された複数のダイオードを有する請求項１記載の分析装置。
前記制御部は複数のトランジスタを有し、
各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子にはそれぞれ異なる前記トランジスタのドレインが電気的に接続された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の分析装置。
前記制御部は複数の出力端子を有するＣＭＯＳ論理回路であり、
各前記発振回路の前記増幅器の正側電源端子には前記ＣＭＯＳ論理回路のそれぞれ異なる前記出力端子が電気的に接続された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の分析装置。