(57)【要約】【課題】この発明の目的は、周囲の複数の物質の状況の変化を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能な弾性表面波測定装置を提供することである。【解決手段】弾性表面波測定装置では、複数の基体１２の表面の円環状連続弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが高周波信号を基に弾性表面波を励起周回させ、周回した弾性表面波を検知し受信信号を発する。高周波信号入力／受信信号取り出し手段５６が、複数の励起／検知手段に高周波信号を同時に同位相で入力させるとともに互いに異なる時刻の周回後の弾性表面波から受信信号を取り出す。測定手段４６が、複数の受信信号に対応する表面波の所定の特性を互いに異なる時刻で測定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球形状の一部により円環状に連続して延出しており、弾性表面波が励起され励起された弾性表面波が上記延出している方向に周回可能な弾性表面波周回路を単一あるいは複数有した表面を含む複数の基体と；
複数の基体の夫々の表面の単一或いは複数の弾性表面波周回路の夫々に設けられ、高周波信号を基に弾性表面波を励起し、励起した弾性表面波を対応する弾性表面波周回路に沿い周回させるとともに周回した弾性表面波を検知して受信信号を発する複数の弾性表面波・励起／検知手段と；
複数の弾性表面波・励起／検知手段に対し同時に同位相で高周波信号を入力させるとともに、複数の基体の弾性表面波周回路を周回した複数の弾性表面波から複数の弾性表面波・励起／検知手段により発せられた複数の受信信号を取り出す、高周波信号入力／受信信号取り出し手段と；そして、
上記複数の受信信号の夫々から夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性を互いに異なる時刻で測定する測定手段と；
を備えたことを特徴とする弾性表面波測定装置。
【請求項２】
前記複数の受信信号の夫々は互いに異なる時刻で単一のアナログデジタル変換手段によってデジタルデータ化され、デジタルデータ化された後の前記複数の受信信号の夫々における弾性表面波の夫々の所定の特性が前記測定手段により互いに異なる時刻で測定されることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項３】
前記高周波信号入力／受信信号取り出し手段が、各基体の周回経路を周回する弾性表面波の励起する信号について、各基体で互いに異なる周回を行った受信信号を互いに異なる時刻で切り出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項４】
前記測定手段が、前記複数の受信信号の夫々に対して異なる位相遅延を与える事によって互いに異なる時刻で夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性を測定する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項５】
前記弾性表面波・励起／検知手段がすだれ状電極を含む、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項６】
前記複数の弾性表面波周回路の少なくとも１つに設けられ、物質の量や種類に応じた感応をし、物質の量や種類に対する感応の度合いに応じて対応している弾性表面波周回路を周回する弾性表面波に所定の影響を与える感応要素をさらに備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項７】
前記感応要素が感応する前記所定の物質は少なくとも1種類の所定のガスである、ことを特徴とする請求項６に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項８】
前記測定手段が測定する弾性表面波の所定の特性は弾性表面波の位相である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項９】
前記測定手段が測定する弾性表面波の所定の特性は弾性表面波の強度である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項１０】
前記測定手段が測定する弾性表面波の所定の特性は弾性表面波の位相及び強度の両方である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項１１】
前記測定手段が測定する弾性表面波の所定の特性は、弾性表面波周回路を周回するために必要な時間或いは周回速度である、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【請求項１２】
前記複数の弾性表面波・励起／検知手段の全部に対する前記高周波信号の入力に基づき前記複数の弾性表面波・励起／受信手段の夫々から発せられる所定の回数の前記受信信号又は前記所定の回数の前記受信信号に対応する前記所定の回数の前記弾性表面波の前記所定の特性を平均化する平均化手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の弾性表面波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性表面波を利用して周囲の物質の状況の変化を測定する弾性表面波測定装置に関係している。
【背景技術】
【０００２】
平坦な基体上に配置された平坦な圧電体の上面の相互に離間した２つの位置に弾性表面波励起手段及び弾性表面波検知手段が相互に対向して配置された板状の弾性表面波素子は従来良く知られている。
【０００３】
このような従来の板状の弾性表面波素子においては、弾性表面波励起手段及び弾性表面波検知手段の夫々としてすだれ状電極（櫛形電極とも呼ばれている）が使用されている。弾性表面波励起手段に高周波電流が供給されると弾性表面波励起手段は圧電体の上面に弾性表面波を励起し励起された弾性表面波を平坦な圧電体の上面に沿い弾性表面波検知手段に向かい伝搬させ弾性表面波検知手段により検知させる。
【０００４】
このような従来の板状の弾性表面波素子は、遅延線，発振器の為の発振素子及び共振素子，周波数選択フィルター，化学センサー，バイオセンサー，そしてリモートタグ等に使用されている。そして、弾性表面波素子を種々のセンサーとして使用する場合には、圧電体の上面の弾性表面波励起手段と弾性表面波検知手段との間の距離を長くとり、弾性表面波励起手段により上記上面に励起された弾性表面波が弾性表面波検知手段により検知されるまでに要する時間を長く出来ればできるほど、上記弾性表面波の励起から検知に至るまでに上記弾性表面波の種々の物理的特性に生じる微小な変化が顕在化し易くなるので、弾性表面波素子を利用した種々のセンサーの精度は高まる。
【０００５】
しかしながら、このような従来の板状の弾性表面波素子においては、平坦な基体上に配置された圧電体が平坦である為に、弾性表面波励起手段が圧電体の上面に励起した弾性表面波は平坦な圧電体の上面に沿い弾性表面波検知手段に向かい伝搬される間にその伝搬方向に対し直交する方向に拡散してしまい、そのエネルギーを失う。従って、平坦な圧電体の上面において設定可能な弾性表面波励起手段と弾性表面波検知手段との間の距離は、おのずと限りがある。
【０００６】
弾性表面波励起手段に供給する高周波電流のエネルギーを増加させ平坦な基体の表面積を拡大すれば、上記距離を長くすることが出来るが、弾性表面波素子の駆動に要する電力が増大し、また弾性表面波素子の外形寸法が大形化する。
【０００７】
国際公開  ＷＯ  ０１／４５２５５  号公報（特許文献１）は、弾性表面波を励起させ伝搬させることが出来る球形状の基体の表面に対し弾性表面波・励起／検知手段としてのすだれ状電極を載置し、基体の半径とすだれ状電極により基体の表面に励起させる弾性表面波の周波数及び幅（基体の表面を弾性表面波が伝搬する方向に対し基体の表面に沿い直交する方向における弾性表面波のビーム幅の寸法）とを所定の条件に設定することにより、所定の半径の基体の表面にすだれ状電極により励起した所定の周波数と所定の幅とを有した弾性表面波を、基体の表面に沿い伝搬する方向に対し基体の表面に沿い直交する方向に無限に拡散させることなく、伝搬させることが出来、ひいては繰り返し周回させることが出来ることが明らかにされている。
【０００８】
球形状の基体の表面を弾性表面波が周回する軌跡は、球形状の基体の表面において球形状の基体の最大外周線を含んでいる球の一部が円環状に連続している領域内にあり、この領域を弾性表面波周回路と呼んでいる。そして、球形状の基体を使用したこのような従来の弾性表面波素子は、弾性表面波周回路に沿い弾性表面波周回路の延出方向と交差する方向に拡散することなく弾性表面波を多数回周回させることが出来る（即ち、すだれ状電極が弾性表面波を励起させてから弾性表面波周回路を周回する弾性表面波をすだれ状電極が正確に検知することが出来なくなるまでに弾性表面波が周回する回数が非常に多い）ので、周回数の増大に伴い弾性表面波の伝搬速度の変化や弾性表面波の位相の変化や弾性表面波の強度の変化が顕在化し易くなり、これらの程度をより精密に測定することが出来るようになる。
【０００９】
伝搬速度の伝搬速度の変化や弾性表面波の位相の変化や弾性表面波の強度の変化は、球状弾性表面波素子の弾性表面波周回路が接している環境の変化（例えば、ガス濃度の増加）の程度に対応する。従って、上述した種々の変化を測定することは球状弾性表面波素子の弾性表面波周回路が接している環境の変化を測定することを意味する。
【００１０】
ここで上述した環境の変化とは環境に含まれる種々の物質の量の変化に他ならず、従って弾性表面波周回路に、量の変化を知りたい所定の物質に対し感応し所定の物質に対する感応の度合いに応じて対応している弾性表面周回路を周回する弾性表面波に所定の影響を与える感応要素を設けることにより、所定の物質の量の変化、即ち環境の変化、をより精密に測定することが出来る。
【００１１】
このような感応要素が膜として弾性表面波周回路に設けられている球状弾性表面波素子は、例えば特願２００４−１０８２３６号公報（特許文献２）により知られていている。特願２００４−１０８２３６号公報には、水素に対する感応膜としてパラジウムを、アンモニアに対する感応膜としてプラチナを、水素化合物に対する感応膜として酸化タングステンを、そして一酸化炭素，二酸化炭素，二酸化硫黄，そして二酸化窒素等に対する感応膜としてフタロシアニンを例示している。
【００１２】
球の一部が円環状に連続している弾性表面波周回路を複数有している弾性表面波素子が、例えば特願２００４−１０４１３９号公報（特許文献３）により知られている。この公報には、弾性表面波素子の周囲温度の変化により弾性表面波素子の基体の温度が変化すると、基体の材料の物理的性質（例えば、密度や弾性定数）が変化し、ひいては弾性表面波周回路を伝搬する弾性表面波の伝搬速度や強度を変化させ、最終的には、弾性表面波の伝搬速度や強度の測定により得られる弾性表面波周回路が接している環境の変化の測定結果に影響を与えることが記載されている。そして、このような影響を排除する為に、複数の弾性表面波周回路の中の１つを周囲温度変化の影響による弾性表面波の伝搬速度や強度の変化を較正するのに使用することを記載している。
【００１３】
なお、高周波信号における位相とは一般に、所定の時刻を定義した際にその時刻における該当信号の時間的な位置を意味する。球状弾性表面波素子の出力計測における位相計測は、弾性表面波の励起される時刻から所定の時間経過した時刻における、球状弾性表面波素子からの高周波信号出力の時間的な位置（位相）をフーリエ解析やクアドラチャ検波やあるいはウエーブレット変換などを用いて計測することを通常指して用いられ、その計測から弾性表面波の伝搬（周回）速度を直接的に計測できる。あるいは、例えば球状弾性表面波素子が所定の回数出力し終わった時刻（所定の周回数周回し終わった時刻）をもとめ、その時刻の周回開始時刻からの時間的な距離を求める事も、“位相を計測する”と呼び、これによって弾性表面波の伝搬（周回）速度の情報を得ることを本発明では除外しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ  ０１／４５２５５  号公報
【特許文献２】特願２００４−１０８２３６号公報
【特許文献３】特願２００４−１０４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
相互に接近して配置された複数の弾性表面波素子を使用して周囲の少なくとも１つの物質の状況の変化を測定したり環境変化を計測する際に、あるいは周囲温度変化の影響による弾性表面波の伝搬速度や強度の誤差を較正する場合、複数の相互に接近して配置された素子の表面に形成された弾性表面波周回路に設けられている弾性表面波・励起／検知手段に相互に異なるタイミングで弾性表面波励起の為に高周波信号を入力させたり、或いは、相互に異なる位相で高周波信号を入力すると、ある一つの弾性表面波素子の弾性表面波周回路に入力した高周波信号が隣接した弾性表面波素子の弾性表面波周回路上に弾性表面波を励起して雑音化することが問題になった。
【００１６】
その為、複数の相互に接近して配置された素子の表面に形成された弾性表面波周回路に設けられている弾性表面波・励起／検知手段に相互に同じタイミングで弾性表面波励起の為に高周波信号を入力し、或いは、相互に同じ位相で高周波信号を入力し、複数の弾性表面波・励起／検知手段が対応する複数の弾性表面波周回路を周回する複数の弾性表面波を略同じタイミングで検知する場合、異なる周回経路からの受信信号を同時に並行して解析する必要があり、それらを並行して独立に計測処理する為には、複数の増幅器と複数のアナログデジタル変換手段が必要になり、装置として複雑で高価なものになる弊害があった。
【００１７】
あるいは、上記複数の弾性表面波・励起／検出手段を、それぞれ順番に計測を完了してから次の弾性表面波励起／検出手段の計測を行う事は、全ての弾性表面波周回路の計測を完了するために長い時間が掛かる。
【００１８】
この発明は上述した事情の下で為され、この発明の目的は、周囲の少なくとも１つの物質の状況の変化を簡易な構造ながら従来に比べより精密により精度良く測定することが可能な弾性表面波測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述したこの発明の目的を達成する為に、この発明の一つの概念に従った弾性表面波測定装置は：球形状の一部により円環状に連続して延出しており、弾性表面波が励起され励起された弾性表面波が上記延出している方向に周回可能な弾性表面波周回路を単一あるいは複数有した表面を含む複数の基体と；複数の基体の夫々の表面の単一或いは複数の弾性表面波周回路の夫々に設けられ、高周波信号を基に弾性表面波を励起し、励起した弾性表面波を対応する弾性表面波周回路に沿い周回させるとともに周回した弾性表面波を検知して受信信号を発する複数の弾性表面波・励起／検知手段と；複数の弾性表面波・励起／検知手段に対し同時に同位相で高周波信号を入力させるとともに、複数の基体の弾性表面波周回路を周回した複数の弾性表面波から複数の弾性表面波・励起／検知手段により発せられた複数の受信信号を取り出す、高周波信号入力／受信信号取り出し手段と；そして、上記複数の受信信号の夫々から夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性を互いに異なる時刻で測定する測定手段と；を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
前述した如く構成されたことを特徴とするこの発明の一つの概念に従った弾性表面波測定装置では：複数の基体の複数の弾性表面波周回路に対し弾性表面波・励起／検知手段が高周波信号を同時に同じ位相で入力させ、測定手段が、複数の弾性表面波周回路を周回した複数の弾性表面波から発せられた複数の受信信号の夫々から夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性を互いに異なる時刻で測定している。
【００２１】
従って、この発明の一つの概念に従った弾性表面波測定装置では、複数の基体の表面の弾性表面波周回路に弾性表面波を励起するために、弾性表面波励起用の一般には大きな振幅を伴っている高周波信号を複数の基体の表面の弾性表面波周回路に印加しても、上記高周波信号は同時に同位相で入力されるので、隣接する別の基体の弾性表面波周回路に雑音として伝わることがなく、隣接する別の基体の弾性表面波周回路に雑音としての弾性表面波を励起してしまうことを防ぐ事が出来る。
【００２２】
複数の基体の弾性表面波周回路に同時に弾性表面波励起用の高周波信号を入力しても、夫々の基体の表面の弾性表面波周回路を周回する弾性表面波の所定の特性は互いに異なる時刻で計測する。このことは、単一の、アナログからデジタルへの変換手段（Ａ／D変換手段）によって複数の基体の弾性表面波周回路からの受信信号を互いに異なる時刻で連続的に測定できることを意味している。さらに、複数の基体の複数の弾性表面波・励起／検知手段が検知した複数の弾性表面波から発する複数の受信信号から、測定手段が測定する周囲の少なくとも１つの物質の状況の変化を簡易な構成ながら従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。
【００２３】
複数の基体の弾性表面波周回路に弾性表面波励起用の高周波信号を同時に入力しても互いに異なる時刻で弾性表面波の所定の特性を得る為の一例は、夫々の基体の表面の弾性表面波周回路を周回する弾性表面波は弾性表面波・励起／検知手段から一定時間に繰り返し受信信号出力を行っていることから、複数の基体の弾性表面波周回路について互いに異なる周回数の弾性表面波からの受信信号出力から弾性表面波の所定の特性を計測することである。
【００２４】
複数の基体の弾性表面波周回路に弾性表面波励起用の高周波信号を同時に入力しても互いに異なる時刻で弾性表面波の所定の特性を得る為の別の例は、測定手段が上記複数の受信信号の夫々に対して異なる位相遅延を与える事によって互いに異なる時刻で夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性を測定することである。
【００２５】
本明細書に於いて位相遅延を与えるとは、弾性表面波を励起するバースト信号の波形を変えることなく計測までの遅延時間を増加させることを意味するものとする。バースト信号の包絡線が一定の時刻のままで、内部の信号の位相のみが変わる事を意味するのではない。
【００２６】
従って、測定手段が、上記複数の受信信号の夫々から測定した夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性、ひいては周囲の少なくとも１つの物質の状況の変化、を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。しかも、そのような測定結果を得ることが出来る構造を簡易にすることができる。
【００２７】
尚、本発明において、複数の弾性表面波・励起／検知手段に対して、互いの強度が異なっていても同じ位相で入力信号が入力されるのであれば測定に影響を与えないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置において使用されている弾性表面波素子を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２中に図示されているスイッチ制御手段による弾性表面波素子の第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段の為の第１乃至第３のスイッチ手段の切り替え動作のタイミングを概略的に示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置の夫々の周回経路を周回して、出力される信号について、スイッチ手段によって切り出して解析される信号の箇所について説明する図である。
【図５】図５は、この発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】図６は、図５中に図示されているスイッチ制御手段による弾性表面波素子の第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段の為の第１乃至第３のスイッチ手段の切り替え動作のタイミングを概略的に示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
最初に、添付の図面中の図１乃至図４を参照しながらこの発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置について説明する。
【００３０】
図１は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置において使用されている弾性表面波素子を概略的に示す斜視図であり；図２は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置の構成を概略的に示す図であり；図３は、図２中に図示されているスイッチ制御手段による弾性表面波素子の第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段の為の第１乃至第３の切り替えスイッチの切り替え動作のタイミングを概略的に示すタイミングチャートであり；そして、図４は、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置の夫々の周回経路を周回して、出力される信号について、スイッチ手段によって切り出して解析される信号の箇所について説明する図である。
【００３１】
図１中に図示されている如く、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置において使用されている弾性表面波素子１０は：球形状の一部により円環状に連続して延出しており、弾性表面波が励起され励起された弾性表面波が上記延出している方向に周回可能な弾性表面波周回路１２を有した表面を含む基体１１と；基体１１の表面の弾性表面波周回路１２に設けられ、高周波信号を基に弾性表面波を励起し励起した弾性表面波を対応する弾性表面波周回路１２に沿い周回させるとともに周回した弾性表面波を検知して受信信号を発する弾性表面波・励起／検知手段１４と；弾性表面波周回路１２に設けられ、所定の物質に感応し、所定の物質に対する感応の度合いに応じて対応している弾性表面波周回路１２を周回する弾性表面波に所定の影響を与える感応要素（感応膜）１６と、を備えている。このような弾性表面波素子１０は公知である。
【００３２】
弾性表面波を励起させ伝搬させることが出来る基体１１は、所望の形状の支持体の表面に弾性表面波を励起させ伝搬させることが出来る材料（例えば圧電材料）を載置させることにより作成することが出来るし、或いは圧電性を有した材料（例えば圧電性結晶材料）を所望の形状に形作ることにより作成することが出来る。
【００３３】
このような圧電性結晶材料としては、例えば水晶，ランガサイト，ニオブ酸リチウム（LiNbO3），そしてタンタル酸リチウム（LiTaO3）が良く知られている。基体１１を球形状の圧電性単結晶から作成する場合は、圧電性単結晶の所定の結晶軸を地軸とし、球形状の表面の赤道に相当する最大外周線にそって弾性表面波を励起させれば、上記最大外周線の近傍に沿って弾性表面波を多重周回させる事が出来ることが良く知られている。
【００３４】
この実施形態の基体１１は、水晶の単結晶を球形状に形作ることにより形成されていて、結晶のZ軸を地軸とした場合の赤道（最大外周線）が弾性表面波周回路１２となり、図１においては太い実線で描かれている。
【００３５】
すだれ状電極は、高周波信号が入力されることにより、対応する上記円環形状の太い実線に沿い、対応する上記円環形状の太い実線と交差する方向に所定の幅を有した弾性表面波を励起させるとともに、励起させた弾性表面波の進行方向が対応する上記円環形状の太い実線の延出方向に向かわせるよう構成されている。
【００３６】
上述した如く励起された弾性表面波の上記所定の幅は、前述した国際公開  ＷＯ  ０１／４５２５５  号公報（特許文献１）から知られているように、基体１１の半径（上記円環形状の太い実線の半径）とすだれ状電極により基体１１の表面に励起させる弾性表面波の周波数との所定の関係で、基体１１の表面の上記円環形状の太い実線上に上述した如く励起させ上記円環形状の太い実線に沿い伝搬させた弾性表面波が上記円環形状の太い実線に対し基体１１の表面に沿い直交する方向に拡散することなく理論的には無限に伝搬することが出来、ひいては基体１１の表面の上記円環形状の太い実線に沿い繰り返し周回させることが出来るようになる値である。
【００３７】
感応要素１６は所定の物質に感応し、所定の物質に対する感応の度合いに応じて対応している弾性表面波周回路１２を周回する弾性表面波に所定の影響（例えば、伝搬速度の変化や弾性表面波の強度の変化）を与える。
【００３８】
尚、本明細書において物質と記載するのは、固体や液体としての物質だけで無くガス（分子）も指すものとする。また、感応要素１６は、特定の単一の物質のみに感応したり吸着するものである必要は必ずしもない。様々な物質それぞれに対応して反応や吸着の仕方をするものであれば良く、その反応や吸着が上記物質の存否や量に対応する影響を弾性表面波の伝搬に与えるものであれば、先の物質の情報を得る事が可能である事は明らかである。
【００３９】
なお、伝搬速度の変化は、すだれ状電極に高周波信号を入力して所定回数周回した後に再びすだれ状電極で検出するときに、入力の時刻を基準とした検出されるまでの時間によって知る事が可能であることは当該分野の専門家においては良く知られている。特に、入力の時刻を基準として所定の時間経過した時刻に置ける出力信号の波形の位相をもとめることによって微小な変化を高精度に測定されることが多い。
【００４０】
次に、添付の図面中の図２及び図３を参照しながらこの発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置について説明する。
【００４１】
図２中に図示されている如く、この発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置は、図１を参照しながら説明した弾性表面波素子１０を３個使用しており、以下、第１の弾性表面波素子を参照符号１０Ａで、第２の弾性表面波素子を参照符号１０Ｂで、そして第３の弾性表面波素子を参照符号１０Ｃで指摘する。さらに、第１の弾性表面波素子１０Ａ，第２の弾性表面波素子１０Ｂ，そして第３の弾性表面波素子１０Ｃにおいて夫々の弾性表面波周回路を参照符号１２ａ，１２ｂ，そして１２ｃで指摘し、弾性表面波・励起／検知手段を参照符号１４ａ，１４ｂ，そして１４ｃで指摘する。そして、第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波周回路１２ａ及び第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂに相互に異なる所定の物質に感応し、所定の物質に対する感応の度合いに応じて対応している第１及び第２の弾性表面波周回路１２ａ及び１２ｂを周回する弾性表面波に所定の影響（例えば、伝搬速度の変化や弾性表面波の強度の変化）を与える第１及び第２の感応要素１６ａ及び１６ｂが設けられている。
【００４２】
この実施形態において第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａのすだれ状電極の一方の端子は第１の切り替えスイッチＫ１の切り替え要素Ｃに接続されていて、第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂのすだれ状電極の一方の端子は第２の切り替えスイッチＫ２の切り替え要素Ｃに接続されていて、そして第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃのすだれ状電極の一方の端子は第３の切り替えスイッチＫ３の切り替え要素Ｃに接続されている。第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂ，そして第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃの夫々のすだれ状電極の他方の端子は接地されている。
【００４３】
第１の切り替えスイッチＫ１，第２の切り替えスイッチＫ２，そして第３の切り替えスイッチＫ３の夫々は、夫々の切り替え要素Ｃにより夫々の切り替え要素Ｃと選択的に接続される入力端子Ｉ及び出力端子Ｏを含んでいる。
【００４４】
第１乃至第３の切り替えスイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の夫々の入力端子Ｉは高周波バースト信号発生装置４２に接続されている。高周波バースト信号発生装置４２は、所定の周波数の高周波信号を発生させる高周波信号発生手段と、発生させた高周波信号から所定の長さの高周波信号をバースト状高周波信号として切り出すバースト状高周波信号切り出し手段と、を含む。
【００４５】
第１の切り替えスイッチＫ１，第２の切り替えスイッチＫ２，そして第３の切り替えスイッチＫ３の夫々の出力端子Ｏは、増幅手段４４と、Ａ／Ｄ変換手段（アナログ―デジタル変換手段）４５を介して信号解析手段４６に接続されていて、信号解析手段４６はさらに加算・平均化・記憶装置４８に接続され，そして加算・平均化・記憶装置４８には表示装置５０が接続されている。
【００４６】
第１の切り替えスイッチＫ１，第２の切り替えスイッチＫ２，そして第３の切り替えスイッチＫ３の夫々は、夫々の切り替え要素Ｃの動作を制御するスイッチ制御手段５２に接続されている。
【００４７】
さらに、スイッチ制御手段５２，表示装置５０，そして高周波バースト信号発生装置４２は、これらの動作を制御する為の中央制御装置５４に接続されている。
【００４８】
次に、上述した如く構成されているこの発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置の動作について説明する。
【００４９】
中央制御装置５４は、スイッチ制御手段５２により第１の切り替えスイッチＫ１，第２の切り替えスイッチＫ２，そして第３の切り替えスイッチＫ３の夫々の切り替え要素Ｃを夫々の入力端子Ｉに接続させるとともに、高周波バースト信号発生装置４２により所定の周波数のバースト状高周波信号を発生させる。このバースト状高周波信号は、第１の切り替えスイッチＫ１の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａの前述した一方の端子へ、また、第２の切り替えスイッチＫ２の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂの前述した一方の端子へ、さらに、第３の切り替えスイッチＫ３の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃの前述した一方の端子へ、同時に、同位相で、入力される。
【００５０】
このようにして、高周波バースト信号発生装置４２により発生された所定の周波数のバースト状高周波信号が同時に、同位相で入力された第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに同時に、同位相で、弾性表面波を励起し、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに沿い伝搬させる。
【００５１】
スイッチ制御手段５２は、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃの夫々が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの夫々に励起させた弾性表面波が、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの夫々を１周する以前に第１乃至第３の切り替えスイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の夫々の切り替え要素Ｃを夫々の入力端子Ｉと出力端子Ｏとの間の中立位置Ｎに配置させる。
【００５２】
第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回している弾性表面波を検知する毎に受信信号を発する。
【００５３】
第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対し高周波バースト信号発生装置４２により発生された所定の周波数のバースト状高周波信号を同時に同じ位相で入力させてから所定の時間が経過する度にスイッチ制御手段５２は、第１乃至第３の切り替えスイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の切り替え要素Ｃを、図３中に図示されている如く、相互に所定の遅延時間を伴って出力端子Ｏに接続させる。
【００５４】
この結果として、図４中に図示されている如く、第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回数周回した弾性表面波が第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａに発生させた受信信号，第２の弾性表面波周回路１２ｂを上記所定の周回数＋上記所定の遅延時間に相当する第１の所定の追加の周回数周回した弾性表面波が第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂに発生させた受信信号，そして、第３の弾性表面波周回路１２ｃを上記所定の周回数＋上記所定の遅延時間に相当していて上記第１の所定の追加の周回数よりも多い第２の所定の追加の周回数周回した弾性表面波が第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃに発生させた受信信号が、順次増幅手段４４にて増幅された後にＡ／Ｄ変換手段４５を介して信号解析手段４６に入力される。
【００５５】
信号解析手段４６は、このように順次入力された受信信号を基に第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回している弾性表面波の相互に異なる所定の周回毎の強度の変化及び相互に異なる周回毎の位相の変化及び相互に異なる所定の周回毎の周回速度の変化の少なくともいずれか１つ又は複数（例えば、上記位相の変化及び強度の変化）を測定する。
【００５６】
なおここで上記周回速度の変化は、感応要素１６を伴わない第３の弾性表面波周回路１２ｃをそこに励起され伝搬された弾性表面波が所定の周回数を周回するのに要する時間を基準として、第１及び第２の感応要素１６ａ，１６ｂを伴なった第１及び第２の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂの夫々をそこに励起され伝搬された弾性表面が、第３の弾性表面波周回路１２ｃを伝搬された弾性表面波と同じ所定の周回数を周回するのに要する時間の増減で測定される。即ち、周囲温度変化の影響による弾性表面波の伝搬速度の変化を較正する。
【００５７】
さらに、その測定結果は、測定した順番（即ち、第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回数周回した第1の弾性表面波からの第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａを介した受信信号，第２の弾性表面波周回路１２ｂを所定の周回数＋第１の所定の追加の周回数周回した弾性表面波からの第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂを介した受信信号，そして第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回数＋第２の所定の追加の周回数周回した弾性表面波からの第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃを介した受信信号の順番）に応じて、加算・平均化・記憶装置４８の図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットに振り分けられる。図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットの夫々は、夫々に振り分けられて来た、対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃのいずれかからの受信信号を基にした上述した如き測定結果の所定の数の加算処理、加算後の所定の数の測定結果の合計の平均化処理、そして平均化処理後の測定結果の記憶処理を行ない、平均化処理後の測定結果を表示装置５０に表示する。
【００５８】
即ち、この実施形態では、中央制御装置５４により動作を制御されるスイッチ制御手段５２によりさらに動作を制御される第１乃至第３の切り替えスイッチＫ１，Ｋ２，Ｋ３の組み合わせが、前述したように第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対し高周波バースト信号発生装置４２から発生された所定の周波数のバースト状高周波信号を同時に同じ位相で同じ信号を入力させるとともに、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に異なる周回数で第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより発せられた３つの受信信号を取り出す高周波信号入力／受信信号取り出し手段５６を構成している。
【００５９】
そして、この実施形態では、信号解析手段４６が、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に異なる周回数で第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより発せられた３つの受信信号の夫々から、夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）を測定する測定手段を構成している。
【００６０】
図１乃至図４を参照しながら前述したこの発明の第１実施形態に従った弾性表面波測定装置では、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に異なる周回数で第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより発せられた３つの受信信号の夫々から、信号解析手段４６が夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）を測定する。その結果として、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより相互に異なる周回数で検知された３つの弾性表面波は、信号解析手段４６において異なる時間帯に測定されるので単一の増幅手段４４やＡ／Ｄ変換手段４５で変換できる。特に、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検出手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃに入力される高周波信号は全て同じ位相と継続時間であるので互いが雑音になる事が無い。このことは、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが検知した３つの弾性表面波から発する３つの受信信号から、測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記３つの弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を従来に比べより精密により精度良く測定することが出来ることを意味している。
【００６１】
この実施形態では、第１の弾性表面波周回路１２ａに設けられている第１の感応要素１６ａは水素に感応するので、第１の弾性表面波周回路１２ａに対応している第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａが検知した弾性表面波から発する受信信号から、測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の物質の１つである水素の状況の変化（水素ガス濃度の変化）を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。
【００６２】
また、第２の弾性表面波周回路１２ｂに設けられている第２の感応要素１６ｂはアンモニアに感応するので、第２の弾性表面波周回路１２ｂに対応している第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂが検知した弾性表面波から発し出力する受信信号から、測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第２の弾性表面波周回路１２ｂを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の物質の１つであるアンモニアの状況の変化（アンモニアガス濃度の変化）を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。
【００６３】
さらに第３の弾性表面波周回路１２ｃには第３の弾性表面波素子１０Ｃの周囲の特定の物質に感応する感応要素が設けられていないので、第３の弾性表面波周回路１２ｃに対応している第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃが検知した弾性表面波から発する受信信号から、測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、弾性表面波素子の周囲の温度の変化を示すことになる。
【００６４】
このようにして得ることが出来た第３の弾性表面波素子１０ｃの周囲の温度の変化による上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を基に、第１の弾性表面波周回路１２ａに対応している第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａが検知した弾性表面波から発する受信信号から測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化における第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の温度の変化の影響を較正することにより、第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の物質の１つである水素の状況の変化（水素ガス濃度の変化）を従来に比べさらにより精密にさらにより精度良く測定することが可能になる。
【００６５】
また、このようにして得ることが出来た第３の弾性表面波素子１０ｃの周囲の温度の変化による上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を基に、第２の弾性表面波素子１２Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂに対応している第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂが検知した弾性表面波から発する受信信号から測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第２の弾性表面波周回路１２ｂを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化における第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の温度の変化の影響を較正することにより、第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の物質の１つであるアンモニアの状況の変化（アンモニアガス濃度の変化）を従来に比べさらにより精密にさらにより精度良く測定することが可能になる。
【００６６】
さらにこの実施形態においては、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に異なる所定の周回数で第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが発した３つの受信信号から、測定手段としての信号解析手段４６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化が、加算・平均化・記憶装置４８の図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットにおいて、所定の数の加算処理、加算後の所定の数の測定結果の合計の平均化処理、そして平均化処理後の測定結果の記憶処理がされるので、表示装置５０に表示される測定結果はより精度が良くなる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、添付の図面中の図５及び図６を参照しながらこの発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置について説明する。
【００６８】
図５は、この発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置の構成を概略的に示す図であり；そして図６は、図５中に図示されているスイッチ制御手段７２による第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃの為の第１乃至第３の切り替えスイッチＪ１，Ｊ２，Ｊ３の切り替え動作のタイミングを概略的に示すタイミングチャートである。
【００６９】
図５中に図示されている如く、この発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置は、図１において説明した弾性表面波素子１０を３個使用しており、以下、第１の弾性表面波素子を参照符号１０Ａで、第２の弾性表面波素子を参照符号１０Ｂで、そして第３の弾性表面波素子を参照符号１０Ｃで指摘する。さらに、第１の弾性表面波素子１０Ａ，第２の弾性表面波素子１０Ｂ，そして第３の弾性表面波素子１０Ｃにおいて夫々の弾性表面波周回路を参照符号１２ａ，１２ｂ，そして１２ｃで指摘し、弾性表面波・励起／検知手段を参照符号１４ａ，１４ｂ，そして１４ｃで指摘する。そして、第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波周回路１２ａ及び第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂに相互に異なる所定の物質に感応し、所定の物質に対する感応の度合いに応じて対応している第１及び第２の弾性表面波周回路１２ａ及び１２ｂを周回する弾性表面波に所定の影響（例えば、弾性表面波の伝搬速度の変化や弾性表面波の強度の変化）を与える第１及び第２の感応要素１６ａ及び１６ｂが設けられている。
【００７０】
この実施形態において第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａのすだれ状電極の一方の端子は第１の切り替えスイッチＪ１の切り替え要素Ｃに接続されていて、第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂのすだれ状電極の一方の端子は第２の切り替えスイッチＪ２の切り替え要素Ｃに接続されていて、そして第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃのすだれ状電極の一方の端子は第３の切り替えスイッチＪ３の切り替え要素Ｃに接続されている。第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂ，そして第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃの夫々のすだれ状電極の他方の端子は接地されている。
【００７１】
第１の切り替えスイッチＪ１，第２の切り替えスイッチＪ２，そして第３の切り替えスイッチＪ３の夫々は、夫々の切り替え要素Ｃにより夫々の切り替え要素Ｃと選択的に接続される入力端子Ｉ及び出力端子Ｏを含んでいる。
【００７２】
第１乃至第３の切り替えスイッチＪ１，Ｊ２，Ｊ３の夫々の入力端子Ｉは高周波バースト信号発生装置６０に接続されている。高周波バースト信号発生装置６０は、所定の周波数の高周波信号を発生させる高周波信号発生手段と、発生させた高周波信号から所定の長さの高周波信号をバースト状高周波信号として切り出すバースト状高周波信号切り出し手段と、を含む。
【００７３】
第１の切り替えスイッチＪ１の出力端子Ｏは増幅手段６２に接続されていて、第２の切り替えスイッチＪ２の出力端子Ｏは第１遅延器６４ａを介して増幅手段６２に接続されていて、さらに第３の切り替えスイッチＪ３の出力端子Ｏは第２遅延器６４ｂを介して増幅手段６２に接続されている。
【００７４】
増幅手段６２はＡ／Ｄ変換手段６３を介して信号解析手段６６に接続されていて、信号解析手段６６はさらに加算・平均化・記憶装置６８に接続され，そして加算・平均化・記憶装置６８には表示装置７０が接続されている。
【００７５】
第１の切り替えスイッチＪ１，第２の切り替えスイッチＪ２，そして第３の切り替えスイッチＪ３の夫々は、夫々の切り替え要素Ｃの動作を制御するスイッチ制御手段７２に接続されている。
【００７６】
さらに、スイッチ制御手段７２，表示装置７０，そして高周波バースト信号発生装置６０は、これらの動作を制御する為の中央制御装置７４に接続されている。
【００７７】
次に、上述した如く構成されているこの発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置の動作について説明する。
【００７８】
中央制御装置７４は、スイッチ制御手段７２により第１の切り替えスイッチＪ１，第２の切り替えスイッチＪ２，そして第３の切り替えスイッチＪ３の夫々の切り替え要素Ｃを夫々の入力端子Ｉに接続させるとともに、高周波バースト信号発生装置６０により所定の周波数のバースト状高周波信号を発生させる。このバースト状高周波信号は、第１の切り替えスイッチＪ１の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａの前述した一方の端子へ、また、第２の切り替えスイッチＪ２の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂの前述した一方の端子へ、さらに、第３の切り替えスイッチＪ３の入力端子Ｉ及び切り替え要素Ｃを介して第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃの前述した一方の端子へ、同時に、同位相で入力される。
【００７９】
このようにして、高周波バースト信号発生装置６０により発生された所定の周波数のバースト状高周波信号が同時に、同位相で入力された第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ乃至１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ乃至１４ｃは、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ乃至１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに同時に、同位相で弾性表面波を励起し、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ乃至１０Ｃ上に設けられた第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに沿い伝搬させる。
【００８０】
スイッチ制御手段７２は、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃの夫々が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの夫々に励起させた弾性表面波が、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの夫々を１周する以前に第１乃至第３の切り替えスイッチＪ１，Ｊ２，Ｊ３の夫々の切り替え要素Ｃを夫々の出力端子Ｏに接続させる。
【００８１】
第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回している弾性表面波を検知する毎に受信信号を発する。
【００８２】
ここにおいては、第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回数周回した弾性表面波が第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａに発生させた受信信号に引き続き、第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂを上記所定の周回数周回した弾性表面波が第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂに発生させた受信信号は第１遅延器６４ａにより設定される第１の所定の遅延時間を伴って、また、第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３の弾性表面波周回路１２ｃを上記所定の周回数周回した弾性表面波が第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃに発生させた受信信号は第１遅延器６４ａにより設定される第１の所定の遅延時間よりも長い第２遅延器６４ｂにより設定される第２の所定の遅延時間を伴って、順次増幅手段６４及びＡ／Ｄ変換手段６３を介して信号解析手段６６に入力される。
【００８３】
信号解析手段６６は、このように順次入力された受信信号を基に第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回している弾性表面波の相互に同じ所定の周回毎の強度の変化及び相互に同じ所定の周回毎の位相の変化及び相互に同じ所定の周回毎の周回速度の変化の少なくともいずれか１つ又は複数（例えば、上記位相の変化及び強度の変化）を測定する。
【００８４】
なおここで上記周回速度の変化は、感応要素１６を伴わない第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３の弾性表面波周回路１２ｃをそこに励起され伝搬された弾性表面波が所定の周回数を周回するのに要する時間を基準として、第１及び第２の感応要素１６ａ及び１６ｂを伴なった第１及び第２の弾性表面波周回路１２ａ及び１２ｂの夫々をそこに励起され伝搬された弾性表面が、第３の弾性表面波周回路１２ｃを伝搬された弾性表面波と同じ所定の周回数を周回するのに要する時間の増減で測定される。
【００８５】
さらに、その測定結果は、測定した順番（即ち、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを相互に同じ所定の周回数周回した弾性表面波からの第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び第１及び第２遅延器６４ａ，６４ｂを介した受信信号の順番）に応じて、加算・平均化・記憶装置６８の図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットに振り分けられる。図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットの夫々は、夫々に振り分けられて来た、対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃのいずれかからの受信信号を基にした上述した如き測定結果の所定の数の加算処理、加算後の所定の数の測定結果の合計の平均化処理、そして平均化処理後の測定結果の記憶処理を行ない、平均化処理後の測定結果を表示装置７０に表示する。
【００８６】
即ち、この実施形態では、中央制御装置７４により動作を制御されるスイッチ制御手段７２によりさらに動作を制御される第１乃至第３の切り替えスイッチＪ１，Ｊ２，Ｊ３が、このように第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対し高周波バースト信号発生装置６０が発生した所定の周波数のバースト状高周波信号を同時に同じ位相で同じ信号を入力させる高周波信号入力手段７６を構成している。
【００８７】
また、この実施形態では、第１及び第２遅延器６４ａ，６４ｂと組み合わされた信号解析手段６６が、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に同じ周回数で第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより発せられた３つの受信信号の夫々から夫々の受信信号に対応する弾性表面波の所定の特性（弾性表面波の所定の周回毎の信号強度の変化及び所定の周回毎の位相の変化及び所定の周回毎の周回速度の変化の少なくともいずれか１つ）を相互に異なるタイミングで測定する測定手段７８を構成している。
【００８８】
図５及び図６を参照しながら前述したこの発明の第２実施形態に従った弾性表面波測定装置では、第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ上に設けられた第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に同じ周回数で第１乃至第３の弾性表面波素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが発した３つの受信信号は、第１及び第２遅延器６４ａ，６４ｂと組み合わされた信号解析手段６６が、相互に異なるタイミングで上記３つの弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を測定することになるので、単一の増幅手段６２やＡ／Ｄ変換手段６３で対応できる。
【００８９】
このことは、第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが検知した３つの弾性表面波から発する３つの受信信号から、測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記３つの弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を従来に比べより簡単な構成で測定できると共により精密により精度良く測定することが出来ることを意味している。
【００９０】
この実施形態では、第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波周回路１２ａに設けられている第１の感応要素１６ａが水素に感応するので、第１の弾性表面波素子１０Ａの第１の弾性表面波周回路１２ａに対応している第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａが検知した弾性表面波から発する受信信号から、測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の物質の１つである水素の状況の変化（水素ガス濃度の変化）を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。
【００９１】
また、第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂに設けられている第２の感応要素１６ｂがアンモニアに感応するので、第２の弾性表面波素子１０Ｂの第２の弾性表面波周回路１２ｂに対応している第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂが検知した弾性表面波から発する受信信号から、測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第２の弾性表面波周回路１２ｂを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の物質の１つであるアンモニアの状況の変化（アンモニアガス濃度の変化）を従来に比べより精密により精度良く測定することが可能になることを意味している。
【００９２】
さらに、第３の弾性表面波素子１０Ｃの第３弾性表面波周回路１２ｃには第３の弾性表面波素子１０Ｃの周囲の特定の物質に感応する感応要素１６が設けられていないので、第３の弾性表面波周回路１２ｃに対応している第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ｃが検知した弾性表面波から発する受信信号から、測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化は、第３の弾性表面波素子１０Ｃの周囲の温度の変化を示すことになる。
【００９３】
このようにして得ることが出来た第３の弾性表面波素子１０Ｃの周囲の温度の変化による上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を基に、第１の弾性表面波周回路１２ａに対応している第１の弾性表面波・励起／検知手段１４ａが検知した弾性表面波から発する受信信号から測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１の弾性表面波周回路１２ａを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化における第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の温度の変化の影響を較正することにより、第１の弾性表面波素子１０Ａの周囲の物質の１つである水素の状況の変化（水素ガス濃度の変化）を従来に比べさらにより精密にさらにより精度良く測定することが可能になる。
【００９４】
また、このようにして得ることが出来た第３の弾性表面波素子１０Ｃの周囲の温度の変化による上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第３の弾性表面波周回路１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化を基に、第２の弾性表面波周回路１２ｂに対応している第２の弾性表面波・励起／検知手段１４ｂが検知した弾性表面波から発する受信信号から測定手段としての信号解析手段６６が測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第２の弾性表面波周回路１２ｂを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化における第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の温度の変化の影響を較正することにより、第２の弾性表面波素子１０Ｂの周囲の物質の１つであるアンモニアの状況の変化（アンモニアガス濃度の変化）を従来に比べさらにより精密にさらにより精度良く測定することが可能になる。
【００９５】
さらにこの実施形態においては、第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを周回した３つの弾性表面波から相互に同じ所定の周回数で第１乃至第３の弾性表面波・励起／検知手段１４ａ，１４ｂ，１４ｃが発した３つの受信信号から、測定手段としての信号解析手段６６が相互に異なるタイミングで測定する上記弾性表面波の所定の特性（弾性表面波が対応する第１乃至第３の弾性表面波周回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを所定の周回をする為に必要な時間（即ち、周回速度）や、あるいは所定の周回毎の弾性表面波の強度や位相の少なくともいずれか１つ）の変化が、加算・平均化・記憶装置６８の図示されていない第１乃至第３の加算・平均化・記憶ユニットにおいて、所定の数の加算処理、加算後の所定の数の測定結果の合計の平均化処理、そして平均化処理後の測定結果の記憶処理がされるので、表示装置７０に表示される測定結果はより精度が良くなる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明の弾性表面波測定装置は、例えば匂いセンサーや多種類のガスを分析するガスセンサー、バイオセンサーとして使用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０…弾性表面波素子、１０Ａ…第１の弾性表面波素子、１０Ｂ…第２の弾性表面波素子、１０Ｃ…第３の弾性表面波素子、１１…基体、１２…弾性表面波周回路、１２ａ…第１の弾性表面波周回路、１２ｂ…第２の弾性表面波周回路、１２ｃ…第３の弾性表面波周回路、１４…弾性表面波・励起／検知手段、１４ａ…第１の弾性表面波・励起／検知手段、１４ｂ…第２の弾性表面波・励起／検知手段、１４ｃ…第３の弾性表面波・励起／検知手段、１６，１６ａ，１６ｂ…感応要素、
４２…高周波バースト信号発生装置、Ｋ１…第１の切り替えスイッチ、Ｋ２…第２の切り替えスイッチ、Ｋ３…第３の切り替えスイッチ、Ｃ…切り替え要素、Ｉ…入力端子、Ｏ…出力端子、Ｎ…中立位置、４４…増幅手段、４５…Ａ／Ｄ変換手段、４６…信号解析手段（測定手段）、４８…加算・平均化・記憶装置、５０…表示装置、５２…スイッチ制御手段、５４…中央制御装置、５６…高周波信号入力／受信信号取り出し手段、
６０…高周波バースト信号発生装置、Ｊ１…第１の切り替えスイッチ、Ｊ２…第２の切り替えスイッチ、Ｊ３…第３の切り替えスイッチ、Ｃ…切り替え要素、Ｉ…入力端子、Ｏ…出力端子、６２…増幅手段、６３…Ａ／Ｄ変換手段、６４ａ…第１遅延器、６４ｂ…第２遅延器、６６…信号解析手段、６８…加算・平均化・記憶装置、７０…表示装置、７２…スイッチ制御手段、７４…中央制御装置、７６…高周波信号入力／受信信号取り出し手段、７８…測定手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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