JPH0662362U - 静電容量形センサ用検知電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 この考案は、平面上の小型実験動物検知に
用いる静電容量形センサ用検知電極に関するものであ
る。 【構 成】 同一平面上の絶縁体２の下にアース電極
３、検知電極４を交互に電気的に接触する事なく重なり
合わずに配置し周囲をアース電極３で囲む。アース電極
３、検知電極４の検知面以外の側面および底面を導電体
の遮蔽用アース電極３で囲む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は医学、薬学、薬理学等の研究に於いてマウスやラット等の小型実 験動物自発運動自動測定に用いる、平面上を自然状態（本明細書における自 然状態とは、測定対象小型実験動物に測定を全く感知されない状態とする。 ）で動く小型実験動物検知センサとしての容量変化形変換器を用いる静電容 量形センサ用検知電極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

平面上の小型実験動物を自然状態で検知するセンサとして静電容量形セン サが最適である事は従来から知られていた。しかしながら交流容量ブリッジ 法やＬＣ共振法は高感度検知を望めるが回路が複雑で高価である。また検知 方法として近時には次にあげる方法もある。その第一法としては超音波セン サによる検知方法、第二法としては光電センサによる検知方法、その第三法 としては重量測定による検知方法、その第四法としてはビデオで撮影し画像 解折する検知方法などがある。平面上の小型実験動物の存在を、検知用可動 部が不要で平面を分割分離する事無く複数に区画した範囲を個別に自然状態 で検知するという測定条件で従来のセンサを検討すると次のようになる。第 一法の場合は、小型実験動物から検知の為の超音波発信を聴覚で検知され、 設置方法によっては超音波送信、受信器を視覚で検知される。第二法の場合 は、小型実験動物から検知の為の光線を視覚で検知され、設置方法によって は光線送信、受信器も視覚で検知されます。第三法の場合は、複数区画の測 定に於いて平面を分割分離する必要があり可動部分ができ自然条件での測定 が困難になる。第四法の場合は、高価ではあるが測定条件はほぼ満足出来る が使用条件に制限がある。たとえば、撮影光源は多少でも必要であり真暗闇 での測定は不可能となる、また平面の色と小型実験動物の色が似通っている 場合識別が困難になる。したがって自然状態で平面上の小型実験動物を検知 する低価格センサの考案は、研究者の強い要望に答えるものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題点】

本考案は、公知の簡易な構成の容量変化形変換器により測定電極面上の小 型実験動物を自然状態で検知可能にする、低価格で高感度の静電容量形セン サ用検知電極を開発しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

販売されているコンデンサー容量計の測定精度は最高±０．１ＰＦ程度で あり、簡易な構成の容量変化形変換器の最小判別容量も０．１ＰＦ程度であ る。したがって安定した検知には最小判別容量の１０倍の１ＰＦ以上容量変 換を得る事のできる測定電極が必要である。検知電極とアース電極間の固定 容量は容量変化の５０倍以内が望ましい事は容量変化形変換器の性能から判 断できる。 第１図で示される小型実験動物１と検知電極４の静電容量６、および小型実 験動物１とアース電極３の静電容量５，７の合成静電容量が測定電極の容量 変化となる。したがって検知電極４の幅は小型実験動物１の胴体幅よりも狭 くする必要がある。小型実験動物１は測定電極上で動くから測定面のアース 電極幅および検知電極幅は小型実験動物１の胴体幅の１／２程度が適当であ る。電極幅を狭める事は電極数が増加し電極間固定容量も増加する。第２図 で示されるとうり検知電極をアース電極で囲む構造が測定面以外からの外部 影響を軽減でき測定感度を向上できる。例えば検知対象物体がマウス（胴体 幅はおよそ３ｃｍ）の場合は、各電極幅を胴体幅のおよそ１／２の１．５ｃ ｍとする。測定平面幅が５ｃｍの場合は検知電極は中央部に１本のみとなる 。アース電極と検知電極の配置間隙は、電極幅の１／１０〜１／２０で電極 厚みの１０〜２０倍が適当である。検知電極の厚さは０．１ｍｍ以下が良い 。以上の条件を満足する高感度低価格の静電容量形センサ用検知電極を以下 のように考案開発した。電極表面の絶縁体として、吸水性および親水性の少 ない高電気絶縁性合成樹脂等が価格も安く適当である。電子回路組立に用い る、薄銅板張り付けガラスエポキシ樹脂板などは検知電極およびアース電極 を写真製版加工で精密に製作でき絶縁性も良好であり材料として最適であっ た。同一平面上に絶縁体その下に平面状アース電極、平面状検知電極を交互 に配置する。アース電極および検知電極の検知面を除く側面および底面を検 知電極に密着する事なくアース電極と同電位にした導電体の遮蔽板で囲む。 交互に配置した電極の周囲を電極幅と同様のアース電極で囲み検知対象物以 外の周囲からの影響を第３図のとうり絶縁体１０、アース電極１２、検知電 極１３を組み合わせ測定電極を構成し容量変化形変換器に接続する。第４図 のとうり検知電極１５（３本の斜線部が検知電極であり電気的に並列接続し ている。）はアース電極に周囲を囲まれる。複数の測定電極を組み合わせる 場合には、アース電極電位は共通電位とするが検知電極の全てをアース電極 で囲まない事もある。第５，６図は測定電極形状が正方形、円形に近い場合 の検知電極配置例である。斜線部が検知電極でその周囲をアース電極で囲ん でいる。各電極は電気的に接触してはならないので複雑な電極配置の場合に は写真製版技術を利用出来る材料が最適である。 本考案は以上のような構成よりなる静電容量形センサ用検知電極である。

【０００５】

【作 用】

図１，２の様な構成の幅５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、絶縁体 として１ｍｍ厚さのガラスエポキシ樹脂板を使用した測定電極を製作した。 検知電極およびアース電極は幅１５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの銅箔。検知電 極長２１５ｍｍ。下部をアース電極と同電位にした１ｍｍアルミ板で囲んだ 。固定容量は６０ＰＦであった。上に体重２５ｇのマウスを置き自由運動さ せ容量変化量を調ベたところ全ての位置で静電容量増加は２ＰＦ以上あった 。

【０００６】

【考案の効果】

１ＰＦ以上の変化量は公知の容量変化形変換器で容易に判別可能な量であり 小型実験動物の存在を小型実験動物に検知される事無く自然状態で判別でき た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の断面図

【図２】本考案の平面図

【図３】電極構成説明図

【図４】電極配置実施例

【図５】電極配置図例

【図６】電極配置図例

【符号の説明】

１は小型実験動物 ２は絶縁体 ３はアース電極 ４は検知電極 ５は小型実験動物とアース電極間の静電容量 ６は小型実験動物と検知電極間の静電容量 ７は小型実験動物とアース電極間の静電容量 ８，１３，１５，１７，１９は検知電極 ９，１２，１４，１６，１８はアース電極 １０は絶縁体 １１は容量変化形変換器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）物体検知側表面を吸水性および親水
   性の小さい絶縁体で被覆し検知電極およびアース電極を
   同一平面上で電気的に接触せず重ならない様に交互に１
   対以上配置する測定電極。 （ロ）検知対象物体と測定電極の静電気的結合は主とし
   て表面の吸水性および親水性の小さい絶縁体を介して下
   部の検知電極およびアース電極により行う構造。 （ハ）物体検知側表面以外の側面あるいは底面をアース
   電極と電気的あるいは静電気的に同電位に接続された導
   電体で検知電極に密着する事なく遮蔽する。 以上の如く構成された測定電極面上の物体検知に用いる
   静電容量形センサ用検知電極。
2. 【請求項２】吸水性および親水性の小さい絶縁体を吸水
   性および親水性が小さい電気絶縁性塗装した絶縁体にし
   た請求項１の静電容量形センサ用検知電極。
3. 【請求項３】吸水性および親水性の小さい絶縁体で被覆
   しを吸水性および親水性が小さい電気絶縁性塗装しにし
   た請求項１の静電容量形センサ用検知電極。