JPH06109710A - 液体の特性を測定するための弾性表面波装置 - Google Patents
液体の特性を測定するための弾性表面波装置Info
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- JPH06109710A JPH06109710A JP4258271A JP25827192A JPH06109710A JP H06109710 A JPH06109710 A JP H06109710A JP 4258271 A JP4258271 A JP 4258271A JP 25827192 A JP25827192 A JP 25827192A JP H06109710 A JPH06109710 A JP H06109710A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 弾性表面波装置を用いて測定条件の差異によ
る誤差を含まないでかつ簡単に液体の特性（粘性率、導
電率、誘電率）を測定する。 【構成】 圧電基板３０上に第１〜第３の弾性表面波伝
搬路３０ａ〜３０ｃを形成する櫛歯状の入力電極３１〜
３３及び出力電極３４〜３６をそれぞれ相対向させて３
組設ける。第１及び第２の弾性表面波伝搬路３０ａ，３
０ｂであって入力電極３１，３２及び出力電極３４，３
５の各間にて圧電基板３０上の各所定領域にそれらの全
体を短絡する金薄膜３７，３８をそれぞれ設け、第３の
弾性表面波伝搬路３０ｃであって入力電極３３及び出力
電極３６の間にて圧電基板３０上の所定領域にその周囲
のみを短絡する金薄膜３９を設ける。圧電基板３０上で
あって第１〜３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０ｃの各
間に溝４１ａ，４１ｂをそれぞれ設ける。金薄膜３８，
３９上に枠体４２でプールを設ける。
る誤差を含まないでかつ簡単に液体の特性（粘性率、導
電率、誘電率）を測定する。 【構成】 圧電基板３０上に第１〜第３の弾性表面波伝
搬路３０ａ〜３０ｃを形成する櫛歯状の入力電極３１〜
３３及び出力電極３４〜３６をそれぞれ相対向させて３
組設ける。第１及び第２の弾性表面波伝搬路３０ａ，３
０ｂであって入力電極３１，３２及び出力電極３４，３
５の各間にて圧電基板３０上の各所定領域にそれらの全
体を短絡する金薄膜３７，３８をそれぞれ設け、第３の
弾性表面波伝搬路３０ｃであって入力電極３３及び出力
電極３６の間にて圧電基板３０上の所定領域にその周囲
のみを短絡する金薄膜３９を設ける。圧電基板３０上で
あって第１〜３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０ｃの各
間に溝４１ａ，４１ｂをそれぞれ設ける。金薄膜３８，
３９上に枠体４２でプールを設ける。
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特性を測定
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特性を測定
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２に示
すように、圧電基板１０上に第１及び第２の弾性表面波
伝搬路１０ａ，１０ｂをそれぞれ形成する櫛歯状の入力
電極１１，１２及び出力電極１３，１４をそれぞれ相対
向して２組設けるとともに、第１及び第２の弾性表面波
伝搬路１０ａ，１０ｂであって入力電極１１，１２及び
出力電極１３，１４の各間にて圧電基板１０上の各所定
領域にそれらの全体を短絡する方形の導電性薄膜１５，
１６をそれぞれ設けるようにしている。そして、この装
置を用いた液体の特性の測定に際しては、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
電性薄膜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
た第１及び第２の弾性表面波伝搬路１０ａ，１０ｂ上に
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。
すように、圧電基板１０上に第１及び第２の弾性表面波
伝搬路１０ａ，１０ｂをそれぞれ形成する櫛歯状の入力
電極１１，１２及び出力電極１３，１４をそれぞれ相対
向して２組設けるとともに、第１及び第２の弾性表面波
伝搬路１０ａ，１０ｂであって入力電極１１，１２及び
出力電極１３，１４の各間にて圧電基板１０上の各所定
領域にそれらの全体を短絡する方形の導電性薄膜１５，
１６をそれぞれ設けるようにしている。そして、この装
置を用いた液体の特性の測定に際しては、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
電性薄膜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
た第１及び第２の弾性表面波伝搬路１０ａ，１０ｂ上に
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
３に示すように、圧電基板２０上に第１及び第２の弾性
表面波伝搬路２０ａ，２０ｂをそれぞれ形成する櫛歯状
の入力電極２１，２２及び出力電極２３，２４をそれぞ
れ相対向して２組設けるとともに、第１の弾性表面波伝
搬路２０ａであって入力電極２１及び出力電極２３の間
にて圧電基板２０上の所定領域にその全体を短絡する方
形の導電性薄膜２５を設け、また第２の弾性表面波伝搬
路２０ｂであって入力電極２２及び出力電極２４の間に
て圧電基板２０上の所定領域にその周囲のみを短絡する
方形の導電性薄膜２６を設けるようにしている。そし
て、この装置を用いた液体の特性の測定に際しては、合
成樹脂性で方形に形成した枠体２７をシリコンゴムなど
で両導電性薄膜２５，２６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２１，２２に発振器２８からの高周波信
号を印加するとともに出力電極２３，２４から出力され
る信号をベクトルボルトメータ２９に供給して、導電性
薄膜２５，２６の差に起因した第１及び第２の弾性表面
波伝搬路１０ａ，１０ｂ上における弾性表面波の伝搬速
度及び伝搬損失の差をベクトルボルトメータ１９でそれ
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。
３に示すように、圧電基板２０上に第１及び第２の弾性
表面波伝搬路２０ａ，２０ｂをそれぞれ形成する櫛歯状
の入力電極２１，２２及び出力電極２３，２４をそれぞ
れ相対向して２組設けるとともに、第１の弾性表面波伝
搬路２０ａであって入力電極２１及び出力電極２３の間
にて圧電基板２０上の所定領域にその全体を短絡する方
形の導電性薄膜２５を設け、また第２の弾性表面波伝搬
路２０ｂであって入力電極２２及び出力電極２４の間に
て圧電基板２０上の所定領域にその周囲のみを短絡する
方形の導電性薄膜２６を設けるようにしている。そし
て、この装置を用いた液体の特性の測定に際しては、合
成樹脂性で方形に形成した枠体２７をシリコンゴムなど
で両導電性薄膜２５，２６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２１，２２に発振器２８からの高周波信
号を印加するとともに出力電極２３，２４から出力され
る信号をベクトルボルトメータ２９に供給して、導電性
薄膜２５，２６の差に起因した第１及び第２の弾性表面
波伝搬路１０ａ，１０ｂ上における弾性表面波の伝搬速
度及び伝搬損失の差をベクトルボルトメータ１９でそれ
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。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、測定条件の差異による誤差を含まない
でかつ簡単に液体の粘性率、導電率及び誘電率を測定で
きるようにした液体の特性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。
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。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、測定条件の差異による誤差を含まない
でかつ簡単に液体の粘性率、導電率及び誘電率を測定で
きるようにした液体の特性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。
【０００５】
【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、圧電基板上に第１〜第３
の弾性表面波伝搬路をそれぞれ形成する櫛歯状の入力電
極及び出力電極をそれぞれ相対向させて少なくとも３組
設け、第１及び第２の弾性表面波伝搬路であって入力電
極及び出力電極の各間にて圧電基板上の各所定領域にそ
れらの全体を短絡する導電性薄膜をそれぞれ設け、第３
の弾性表面波伝搬路であって入力電極及び出力電極の間
にて圧電基板上の所定領域にその周囲のみを短絡する導
電性薄膜を設け、かつ圧電基板上であって第１〜３の弾
性表面波伝搬路の各間に各弾性表面波伝搬路を仕切る溝
をそれぞれ設けたことにある。
に、本発明の構成上の特徴は、圧電基板上に第１〜第３
の弾性表面波伝搬路をそれぞれ形成する櫛歯状の入力電
極及び出力電極をそれぞれ相対向させて少なくとも３組
設け、第１及び第２の弾性表面波伝搬路であって入力電
極及び出力電極の各間にて圧電基板上の各所定領域にそ
れらの全体を短絡する導電性薄膜をそれぞれ設け、第３
の弾性表面波伝搬路であって入力電極及び出力電極の間
にて圧電基板上の所定領域にその周囲のみを短絡する導
電性薄膜を設け、かつ圧電基板上であって第１〜３の弾
性表面波伝搬路の各間に各弾性表面波伝搬路を仕切る溝
をそれぞれ設けたことにある。
【０００６】
【作用】上記のように構成した本発明においては、同一
の圧電基板上に第１〜第３の弾性表面波伝搬路が形成さ
れ、第１及び第２の弾性表面波伝搬路には入力電極と出
力電極との間にて領域全体を短絡した導電性薄膜がそれ
ぞれ設けられるとともに、第３の弾性表面波伝搬路には
入力電極と出力電極との間にて領域周囲のみを短絡した
導電性薄膜が設けられているので、第２及び第３の弾性
表面波伝搬路の導電薄膜上に枠体で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せば、第１及
び第２の弾性表面波伝搬路上の弾性表面波の伝搬速度の
差により液体の粘性率が測定されると同時に、第２及び
第３の弾性表面波伝搬路上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が測定され
得る。また、第１〜３の弾性表面波伝搬路間の各溝は、
各弾性表面伝搬路上を伝搬する弾性表面波が他の伝搬路
に侵入することを阻止する。
の圧電基板上に第１〜第３の弾性表面波伝搬路が形成さ
れ、第１及び第２の弾性表面波伝搬路には入力電極と出
力電極との間にて領域全体を短絡した導電性薄膜がそれ
ぞれ設けられるとともに、第３の弾性表面波伝搬路には
入力電極と出力電極との間にて領域周囲のみを短絡した
導電性薄膜が設けられているので、第２及び第３の弾性
表面波伝搬路の導電薄膜上に枠体で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せば、第１及
び第２の弾性表面波伝搬路上の弾性表面波の伝搬速度の
差により液体の粘性率が測定されると同時に、第２及び
第３の弾性表面波伝搬路上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が測定され
得る。また、第１〜３の弾性表面波伝搬路間の各溝は、
各弾性表面伝搬路上を伝搬する弾性表面波が他の伝搬路
に侵入することを阻止する。
【０００７】
【発明の効果】上記作用説明から理解できるとおり、本
発明によれば、同一条件下で同時に液体の粘性率、導電
率及び誘電率を測定できるので、測定条件の差異による
誤差を含まないでかつ簡単に液体の粘性率、導電率及び
誘電率を測定できるようになる。また、各溝が弾性表面
波の他の伝搬路への侵入を阻止するので、前記測定結果
の精度が高くなるとともに、各弾性表面波伝搬路の幅を
狭くすることができて本発明による装置を小型に構成で
きる。
発明によれば、同一条件下で同時に液体の粘性率、導電
率及び誘電率を測定できるので、測定条件の差異による
誤差を含まないでかつ簡単に液体の粘性率、導電率及び
誘電率を測定できるようになる。また、各溝が弾性表面
波の他の伝搬路への侵入を阻止するので、前記測定結果
の精度が高くなるとともに、各弾性表面波伝搬路の幅を
狭くすることができて本発明による装置を小型に構成で
きる。
【０００８】
【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示した
平面図である。この弾性表面波装置は、LiNbO3,LiTaO3,
水晶などの圧電材料を直方体状に形成した圧電基板３０
（例えば、１辺の長さが約20mm程度で厚さが約0,5〜1.0
mm程度である）を備えている。圧電基板３０上には、第
１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ，３０ｂ，３０ｃを
それぞれ形成する櫛歯状の入力電極３１，３２，３３及
び出力電極３４，３５，３６がそれぞれ相対向して設け
られている。第１及び第２の弾性表面波伝搬路３０ａ，
３０ｂには、入力電極３１，３２及び出力電極３４，３
５の間にて圧電基板３０上に方形に蒸着した金薄膜３
７，３８が設けられている。この金薄膜３７，３８は導
電性薄膜として機能するもので、圧電基板３０上であっ
て弾性表面波伝搬路３０ａ，３０ｂの入力電極３１，３
２及び出力電極３４，３５の間にて所定領域を全体的に
短絡する。第３の弾性表面波伝搬路３０ｃには、入力電
極３３及び出力電極３６の間にて圧電基板３０上に中央
を方形に囲んで蒸着した金薄膜３９が設けられている。
この金薄膜３９は導電性薄膜として機能するもので、圧
電基板３０上であって弾性表面波伝搬路３０ｃの入力電
極３３及び出力電極３６の間にて所定領域の周囲のみを
短絡する。
すると、図１は同実施例に係る弾性表面波装置を示した
平面図である。この弾性表面波装置は、LiNbO3,LiTaO3,
水晶などの圧電材料を直方体状に形成した圧電基板３０
（例えば、１辺の長さが約20mm程度で厚さが約0,5〜1.0
mm程度である）を備えている。圧電基板３０上には、第
１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ，３０ｂ，３０ｃを
それぞれ形成する櫛歯状の入力電極３１，３２，３３及
び出力電極３４，３５，３６がそれぞれ相対向して設け
られている。第１及び第２の弾性表面波伝搬路３０ａ，
３０ｂには、入力電極３１，３２及び出力電極３４，３
５の間にて圧電基板３０上に方形に蒸着した金薄膜３
７，３８が設けられている。この金薄膜３７，３８は導
電性薄膜として機能するもので、圧電基板３０上であっ
て弾性表面波伝搬路３０ａ，３０ｂの入力電極３１，３
２及び出力電極３４，３５の間にて所定領域を全体的に
短絡する。第３の弾性表面波伝搬路３０ｃには、入力電
極３３及び出力電極３６の間にて圧電基板３０上に中央
を方形に囲んで蒸着した金薄膜３９が設けられている。
この金薄膜３９は導電性薄膜として機能するもので、圧
電基板３０上であって弾性表面波伝搬路３０ｃの入力電
極３３及び出力電極３６の間にて所定領域の周囲のみを
短絡する。
【０００９】なお、この圧電基板３０上には前記のよう
に構成した第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０
ｃを繰り返し設けるようにしてもよいし、異なる種類の
弾性表面波伝搬路を設けてもよい。また、圧電基板３０
上には、前述した第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ
〜３０ｃのみを設けて他の弾性表面波伝搬路を設けなく
てもよい。
に構成した第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０
ｃを繰り返し設けるようにしてもよいし、異なる種類の
弾性表面波伝搬路を設けてもよい。また、圧電基板３０
上には、前述した第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ
〜３０ｃのみを設けて他の弾性表面波伝搬路を設けなく
てもよい。
【００１０】圧電基板３０上の第１〜第３の弾性表面波
伝搬路３０ａ〜３０ｃの各間には仕切り溝４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ…が形成されている。この仕切り溝４１ａ，
４１ｂ，４１ｃ…の深さは0.2〜0.3mm程度であり、50MH
z の弾性表面波の２〜３波長に相当する。
伝搬路３０ａ〜３０ｃの各間には仕切り溝４１ａ，４１
ｂ，４１ｃ…が形成されている。この仕切り溝４１ａ，
４１ｂ，４１ｃ…の深さは0.2〜0.3mm程度であり、50MH
z の弾性表面波の２〜３波長に相当する。
【００１１】上記のように構成した弾性表面波装置を用
いて被測定液の粘性率（厳密にいえば、粘性率に密度を
乗算した値）、導電率及び誘電率を測定するためには、
測定に先立ち、金薄膜３８，３９の上面に合成樹脂で成
形した高さ１〜数mmの方形の枠体４２をシリコンゴムな
どを用いて金薄膜３８，３９の上面に固着し、両金薄膜
３８，３９上に液体を収容可能なプールを形成する。な
お、この場合、枠体４２の約半分の大きさを有する２つ
の枠体を金薄膜３８，３９の上面にそれぞれ設けるよう
にしてもよい。
いて被測定液の粘性率（厳密にいえば、粘性率に密度を
乗算した値）、導電率及び誘電率を測定するためには、
測定に先立ち、金薄膜３８，３９の上面に合成樹脂で成
形した高さ１〜数mmの方形の枠体４２をシリコンゴムな
どを用いて金薄膜３８，３９の上面に固着し、両金薄膜
３８，３９上に液体を収容可能なプールを形成する。な
お、この場合、枠体４２の約半分の大きさを有する２つ
の枠体を金薄膜３８，３９の上面にそれぞれ設けるよう
にしてもよい。
【００１２】測定に際しては、まず枠体４２によって形
成されたプール内に被測定用の液体（溶液）を満たさな
い状態で、入力電極３１〜３３に共通に高周波発振器４
３を接続するとともに出力電極３４〜３６にベクトルボ
ルトメータ４４を共通に接続して、入力電極３１〜３３
に高周波信号を印加して出力電極３４〜３６にて受信し
た高周波信号をベクトルボルトメータ４４に供給する。
ベクトルボルトメータ４４においては、出力電極３４，
３５からそれぞれ入力される各弾性表面波の伝搬速度差
を測定して同差を基準値として憶えておく。また、出力
電極３５，３６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をそれぞれ測定して、各差を
基準値としてそれぞれ憶えておく。
成されたプール内に被測定用の液体（溶液）を満たさな
い状態で、入力電極３１〜３３に共通に高周波発振器４
３を接続するとともに出力電極３４〜３６にベクトルボ
ルトメータ４４を共通に接続して、入力電極３１〜３３
に高周波信号を印加して出力電極３４〜３６にて受信し
た高周波信号をベクトルボルトメータ４４に供給する。
ベクトルボルトメータ４４においては、出力電極３４，
３５からそれぞれ入力される各弾性表面波の伝搬速度差
を測定して同差を基準値として憶えておく。また、出力
電極３５，３６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をそれぞれ測定して、各差を
基準値としてそれぞれ憶えておく。
【００１３】次に、前記プール内に被測定用の液体（溶
液）を満たし、前記と同様に、出力電極３４，３５から
それぞれベクトルボルトメータ４４に入力される各弾性
表面波の伝搬速度差を測定するとともに、出力電極３
５，３６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をそれぞれ測定する。これらの測定
結果から前記各基準値を減算することにより、液体の粘
性率、導電率及び誘電率が算出される。このようにして
液体の粘性率、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。
液）を満たし、前記と同様に、出力電極３４，３５から
それぞれベクトルボルトメータ４４に入力される各弾性
表面波の伝搬速度差を測定するとともに、出力電極３
５，３６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をそれぞれ測定する。これらの測定
結果から前記各基準値を減算することにより、液体の粘
性率、導電率及び誘電率が算出される。このようにして
液体の粘性率、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。
【００１４】粘性率について 液体をプールに満たさなければ、第１及び第２の弾性表
面波伝搬路３０ａ，３０ｂを伝搬する弾性表面の伝搬速
度差は本来的には「０」である。一方、液体をプールに
満たすと、第２の弾性表面波伝搬路３０ｂは金薄膜３８
によって電気的に短絡されているために液体の電気的性
質（導電率及び誘電率）の影響を受けないが、液体の機
械的性質（粘性率及び密度）の影響を受け、その音響イ
ンピーダンスが液体の機械的性質（粘性率及び密度）に
よって変化する。これにより、第２の弾性表面伝搬路３
０ｂ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、第１の弾性表面波伝搬
路３０ａ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。
面波伝搬路３０ａ，３０ｂを伝搬する弾性表面の伝搬速
度差は本来的には「０」である。一方、液体をプールに
満たすと、第２の弾性表面波伝搬路３０ｂは金薄膜３８
によって電気的に短絡されているために液体の電気的性
質（導電率及び誘電率）の影響を受けないが、液体の機
械的性質（粘性率及び密度）の影響を受け、その音響イ
ンピーダンスが液体の機械的性質（粘性率及び密度）に
よって変化する。これにより、第２の弾性表面伝搬路３
０ｂ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、第１の弾性表面波伝搬
路３０ａ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。
【００１５】
【数１】
【００１６】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３０の材料により決定される弾
性表面波伝搬速度（定数）、ωは発振器４３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３
１，３２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３０
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３０の材料により決定される弾
性表面波伝搬速度（定数）、ωは発振器４３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３
１，３２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３０
の材料により決定される粒子変位速度である。
【００１７】導電率及び誘電率について 液体をプールに満たさなければ、第２及び第３の弾性表
面波伝搬路３０ｂ，３０ｃを伝搬する弾性表面波の伝搬
速度差及び伝搬損失差は本来的には「０」である。液体
をプールに満たした場合でも、第２及び第３の弾性表面
波伝搬路３０ｂ，３０ｃ上には平等に液体が存在するた
めに、両伝搬路３０ｂ，３０ｃに対する液体の機械的性
質（粘性率及び密度）の影響は相殺される。一方、この
場合、第３の弾性表面波伝搬路３０ｃ上の金薄膜３９は
周囲のみ短絡されていてその中央部はオープンになって
いるので、圧電基板３０内の粒子変位による電界が液体
中に漏れる。したがって、第３の弾性表面波伝搬路３０
ｃは液体の電気的性質（導電率及び誘電率）の影響を受
け、同伝搬路３０ｃ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、第３の弾性表面伝搬路３０ｃ上の弾性表面波の伝
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、第２の弾性表面波伝搬路３０ｂ
上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。
面波伝搬路３０ｂ，３０ｃを伝搬する弾性表面波の伝搬
速度差及び伝搬損失差は本来的には「０」である。液体
をプールに満たした場合でも、第２及び第３の弾性表面
波伝搬路３０ｂ，３０ｃ上には平等に液体が存在するた
めに、両伝搬路３０ｂ，３０ｃに対する液体の機械的性
質（粘性率及び密度）の影響は相殺される。一方、この
場合、第３の弾性表面波伝搬路３０ｃ上の金薄膜３９は
周囲のみ短絡されていてその中央部はオープンになって
いるので、圧電基板３０内の粒子変位による電界が液体
中に漏れる。したがって、第３の弾性表面波伝搬路３０
ｃは液体の電気的性質（導電率及び誘電率）の影響を受
け、同伝搬路３０ｃ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、第３の弾性表面伝搬路３０ｃ上の弾性表面波の伝
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、第２の弾性表面波伝搬路３０ｂ
上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。
【００１８】
【数２】
【００１９】
【数３】
【００２０】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３０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は発振器
４３から発生される高周波信号の角周波数（定数）、ε
L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３０の材料により決定される同基
板３０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３０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は発振器
４３から発生される高周波信号の角周波数（定数）、ε
L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３０の材料により決定される同基
板３０の誘電率（定数）、σは測定される液体の導電率
である。
【００２１】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、同一の圧電基板３０上に設け
た第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０ｃを用い
て被測定用の液体の粘性率、導電率及び誘電率を測定で
きるので、同一条件下で同時に液体の粘性率、導電率及
び誘電率を測定できる。したがって、測定条件の差異に
よる誤差を含まないでかつ簡単に液体の粘性率、導電率
及び誘電率を測定できるようになる。また、前記測定
中、弾性表面波は圧電基板３０の上面から２波長以内程
度にほとんどのエネルギーが集中しているので、上記仕
切り溝４１ａ〜４１ｃにより、各弾性表面波伝播路３０
ａ〜３０ｃ上を伝搬する弾性表面波は他の伝搬路に侵入
しなくなり、前記測定結果の精度が高くなるとともに、
各弾性表面波伝搬路の幅を狭くすることができて圧電基
板３０を小型に構成できる。
り、上記実施例によれば、同一の圧電基板３０上に設け
た第１〜第３の弾性表面波伝搬路３０ａ〜３０ｃを用い
て被測定用の液体の粘性率、導電率及び誘電率を測定で
きるので、同一条件下で同時に液体の粘性率、導電率及
び誘電率を測定できる。したがって、測定条件の差異に
よる誤差を含まないでかつ簡単に液体の粘性率、導電率
及び誘電率を測定できるようになる。また、前記測定
中、弾性表面波は圧電基板３０の上面から２波長以内程
度にほとんどのエネルギーが集中しているので、上記仕
切り溝４１ａ〜４１ｃにより、各弾性表面波伝播路３０
ａ〜３０ｃ上を伝搬する弾性表面波は他の伝搬路に侵入
しなくなり、前記測定結果の精度が高くなるとともに、
各弾性表面波伝搬路の幅を狭くすることができて圧電基
板３０を小型に構成できる。
【図１】 本発明の一実施例に係る弾性表面波装置の概
略平面図である。
略平面図である。
【図２】 従来の弾性表面波装置の概略平面図である。
【図３】 従来の他の弾性表面波装置の概略平面図であ
る。
る。
３０…圧電基板、３０ａ〜３０ｃ…弾性表面波伝搬路、
３１〜３３…入力電極、３４〜３６…出力電極、３７〜
３９…金薄膜、４１ａ〜４１ｃ…仕切り溝、４２…枠
体。
３１〜３３…入力電極、３４〜３６…出力電極、３７〜
３９…金薄膜、４１ａ〜４１ｃ…仕切り溝、４２…枠
体。
Claims (1)
- 【請求項１】圧電基板上に第１〜第３の弾性表面波伝搬
路をそれぞれ形成する櫛歯状の入力電極及び出力電極を
それぞれ相対向させて少なくとも３組設け、 前記第１及び第２の弾性表面波伝搬路であって入力電極
及び出力電極の各間にて前記圧電基板上の各所定領域に
それらの全体を短絡する導電性薄膜をそれぞれ設け、 前記第３の弾性表面波伝搬路であって入力電極及び出力
電極の間にて前記圧電基板上の所定領域にその周囲のみ
を短絡する導電性薄膜を設け、かつ前記圧電基板上であ
って前記第１〜第３の弾性表面波伝搬路の各間に各弾性
表面波伝搬路を仕切る溝をそれぞれ設けたことを特徴と
する液体の特性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 |
|---|---|---|---|
| JP25827192A JP3250849B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 液体の特性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 |
|---|---|---|---|
| JP25827192A JP3250849B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 液体の特性を測定するための弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109710A true JPH06109710A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3250849B2 JP3250849B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17317928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25827192A Expired - Fee Related JP3250849B2 (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 液体の特性を測定するための弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250849B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995031718A1 (de) * | 1994-05-17 | 1995-11-23 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Gassensor bestehend aus oberflächenwellen-bauelementen |
| EP0699901A1 (de) * | 1994-09-05 | 1996-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Chemosensor |
| WO1998057163A1 (de) * | 1997-06-13 | 1998-12-17 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Messen physikalischer oder technischer grössen viskoser medien mittels rayleigh-wellen |
| JPH11118774A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Toyota Motor Corp | オイル劣化センサ |
| 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 |
| JP2008275503A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Japan Radio Co Ltd | 密度測定装置 |
| JP2009300302A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Japan Radio Co Ltd | 被測定物特性測定装置 |
| JP2010107485A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Japan Radio Co Ltd | 比誘電率・導電率測定装置 |
| US8132446B2 (en) | 2008-05-29 | 2012-03-13 | Sony Corporation | Property measurement apparatus and property measurement method |
| US8697023B2 (en) | 2008-12-13 | 2014-04-15 | Alzchem Trostberg Gmbh | Method for producing high-purity silicon nitride |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP25827192A patent/JP3250849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995031718A1 (de) * | 1994-05-17 | 1995-11-23 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Gassensor bestehend aus oberflächenwellen-bauelementen |
| US5817922A (en) * | 1994-05-17 | 1998-10-06 | Forschungszenlram Karlsruhe Gmbh | Gas sensor consisting of surface wave components |
| EP0699901A1 (de) * | 1994-09-05 | 1996-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Chemosensor |
| US6513365B1 (en) | 1997-06-13 | 2003-02-04 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Measurement of physical characsteristics or physical properties of viscous media by means of Rayleigh waves |
| WO1998057163A1 (de) * | 1997-06-13 | 1998-12-17 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Messen physikalischer oder technischer grössen viskoser medien mittels rayleigh-wellen |
| JPH11118774A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Toyota Motor Corp | オイル劣化センサ |
| 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 |
| JP2008275503A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Japan Radio Co Ltd | 密度測定装置 |
| US8132446B2 (en) | 2008-05-29 | 2012-03-13 | Sony Corporation | Property measurement apparatus and property measurement method |
| US9097635B2 (en) | 2008-05-29 | 2015-08-04 | Sony Corporation | Property measurement apparatus and property measurement method |
| JP2009300302A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Japan Radio Co Ltd | 被測定物特性測定装置 |
| JP2010107485A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Japan Radio Co Ltd | 比誘電率・導電率測定装置 |
| US8697023B2 (en) | 2008-12-13 | 2014-04-15 | Alzchem Trostberg Gmbh | Method for producing high-purity silicon nitride |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3250849B2 (ja) | 2002-01-28 |
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