(57)【要約】【課題】圧電および電歪効果を用いて測定を行なうセンサでは、圧電素子の自体のインピーダンスが高いため、熱変形を受けると電荷が発生する焦電効果などにより、放電を生じることがあった。【解決手段】圧電素子５１の正電極５１ａと負電極５１ｂとの間に、抵抗値１０ＫΩないし１０ＭΩの抵抗器５７を形成する。この抵抗器５７は、厚膜印刷により、圧電素子５１の側面に形成される。この結果、圧電素子５１の出力インピーダンスは、抵抗器５７の抵抗値の範囲に制限され、焦電効果などにより電荷が発生しても、電極間での放電などは生じない。このため、放電によるノイズに起因する測定精度の低下などの問題も解消される。【選択図】  図１
2004325402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子の圧電および／または電歪効果を利用して、気体の性質を測定するセンサであって、
前記圧電素子の二つの面のそれぞれに独立の電極を形成し、
該独立の両電極間のインピーダンスを所定値以上としたまま、該両電極間での放電を防止する放電防止部材を設けた
センサ。
【請求項２】
前記放電防止部材は、抵抗値が１００ＫΩ以上１０ＭΩ以下の抵抗体である請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記抵抗体は、前記圧電素子の表面に、厚膜印刷により形成されている請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載のセンサであって、
前記電極が形成される二つの面は、前記圧電素子の対向する面であり、
前記抵抗体は、前記二つの面に隣接する側面に形成された
センサ。
【請求項５】
請求項２または請求項３記載のセンサであって、
前記二つの面のうちの一方の面には、他方の面の電極と電気的に接続された接続用ランドが設けられ、
前記抵抗体は、前記接続用ランドが設けられた面における前記電極と前記接続用ランドとの間に形成された
センサ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか記載のセンサであって、
前記圧電素子を収納するケースを有し、
該ケースの一端に、測定対象の気体に対して該ケース内を気密に保つフィルムを張設し、
前記ケース内に、前記圧電素子を、該フィルムを介して振動の伝達が可能なように配置した
センサ。
【請求項７】
前記測定対象の気体は、可燃性ガスである請求項１ないし請求項６のいずれか記載のセンサ。
【請求項８】
気体の性質の測定結果を電気的な信号として出力する測定装置であって、
請求項１ないし請求項７のいずれか記載のセンサと、
該センサの前記圧電素子の前記電極に電気的に接続され、外部からの振動を受けて前記圧電素子から発生する電気信号を入力する入力回路と
を備えた測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の測定装置であって、
前記センサの前記圧電素子の前記電極に電気的に接続され、該圧電素子を振動させる駆動回路を備えた測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体の性質を検出するセンサおよび測定装置に関し、詳しくは、圧電素子の圧電および／または電歪効果を利用して、気体の性質を測定するセンサおよびそのセンサを用いた測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から圧電および／または電歪効果を生じる圧電素子を検出用素子に用いて、流路に存在する気体の性質として、例えば特定成分の濃度や温度、あるいは湿度などを検出するガスセンサが知られている。こうしたガスセンサでは、検出用素子からの信号を電気的に処理して、気体の性質に対応した電気信号として出力する。ガスセンサの一例として、自動車など内燃機関を搭載した輸送機器に設けられ、超音波の伝搬速度の変化を利用してガソリンや軽油などの濃度を検出するガス濃度センサを取り上げる。こうしたガス濃度センサは、例えば自動車に搭載されたキャニスタから内燃機関の吸気管に接続されたパージラインの途中に設けられ、センサに形成された所定体積の流路を、ガソリンなどが含まれる蒸発燃料ガスが通過するよう構成される。ガソリン蒸気の濃度が変化すると、媒質中を通過する超音波の速度が変化するので、この変化を超音波の受信器で検出し、信号を処理して、ガソリン濃度に対応した信号として出力するのである。通常は、送信器から出力された超音波が所定距離を伝搬して受信器に到達するまでの時間を検出して、ガソリン濃度を求めている。こうしたセンサを示す文献としては、例えば以下の特許文献１がある。
【特許文献１】
特開２０００−２４１３９８号公報
【０００３】
こうしたガスセンサでは、超音波の送信を行なう側では、駆動信号により圧電素子を駆動して超音波振動を発生させ、受信を行なう側では、圧電素子により、超音波を電気的な信号に変換している。電気的な信号と機械的な歪みとの間の変換を行なう圧電素子は、素子の対向する両面に設けられた電極間に電圧を印加すると、歪んで機械的な変形を生じ、機械的な力を受けると、電極間に電圧（電荷）が現われる、という性質を持っている。特に気体中を伝搬してくる超音波によって電気的な信号を発生する素子では、わずかな振動エネルギに基づいて、電気的な信号を取り出すため、電極間のインピーダンスは高いのが一般的である。インピーダンスＺが低いと、測定用の所定の電圧Ｖを得るのに、高いエネルギＥが必要となるからである。
【０００４】
気体の濃度などを測定する測定装置では、こうした素子の電極にリード線を接続してセンサの外部に信号線を引き出しており、これを更に駆動用回路や検出用回路に接続している。駆動回路は、超音波振動に対応した信号を出力して圧電素子を駆動し、超音波を出力させている。また、検出用回路は、圧電素子から出力される電圧信号を増幅器で増幅し、種々の処理に供している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる圧電および／または電歪効果を利用したセンサでは、圧電素子のインピーダンス（抵抗）が高いため、様々な不具合を生じることがあった。その主要なものとして、温度変化によって圧電素子に電荷が発生する焦電効果による不具合が挙げられる。
【０００６】
自動車に搭載されるガス濃度センサは急激な温度変化に曝されることが多く、また、圧電素子自体のインピーダンスが高いため、例えば外部の電気回路との接続を行なっているリード線などが断線した場合、焦電効果により生じた電荷によって圧電素子の電極間で放電が生じる畏れが存在した。
【０００７】
この点を詳しく説明すると、通常、圧電素子の各電極にはリード線を介して駆動回路や検出用回路が接続されているから、電極間のインピーダンスはさほど高くならない。従って、焦電効果により、電極間に電荷が生じても、電極間に現われる電圧はさほど高いものにはならない。しかし、振動その他の理由でリード線が断線などすると、電極間のインピーダンスはきわめて高くなるから、電極間で放電現象が起き、火花を生じる畏れがあった。
【０００８】
火花の発生は、他の機器に対するノイズ源になり、好ましくなかった。特に、測定対象の気体として可燃性ガスを想定すると、火花の発生は許容できないから、測定対象の気体が存在する流路と圧電素子の存在する空間とを、確実にかつ気密に分離する設計が必要となる。このため、安全性に要する設計上、製造上の手間が増大し、またセンサとしての取り扱いも簡便さを欠くことがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、こうした問題を解決し、圧電効果や電歪効果を生じる圧電素子における放電の発生を防止し、製造工程や製造コストを簡略化することが可能なガスセンサおよびこれを用いた測定装置を提供することを、その目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決する本発明のセンサは、
圧電素子の圧電および／または電歪効果を利用して、気体の性質を測定するセンサであって、
前記圧電素子の二つの面のそれぞれに独立の電極を形成し、
該独立の両電極間のインピーダンスを所定値以上としたまま、該両電極間での放電を防止する放電防止部材を設けたこと
を要旨としている。
【００１１】
かかるセンサでは、電極間の放電を防止する放電防止部材が設けられている。このため、両電極間での放電は防止され、放電に伴うノイズの発生などの問題を生じることがない。なお、圧電素子に設けられた二つの電極間のインピーダンスは所定値以上に保たれているので、センサとしての測定には影響がない。また、放電による火花の発生を想定した厳格な気密構造を採用する必要がなく、装置構成を簡略にすることができる。更に、圧電素子の電極間に電荷が発生すると、測定を行っている電気回路に対してはノイズとして測定精度に影響を与える畏れがあった。これに対し、本発明では、放電防止部材を設けることにより、電極に発生した電荷を直ちに除去することができるので、測定精度に与える影響を低減することができる。
【００１２】
こうした放電防止部材としては、抵抗値が１００ＫΩ以上１０ＭΩ以下の抵抗体を用いることができる。圧電素子の電極間のインピーダンスが大きいと、外部からのノイズが信号ラインに重畳しやすくなり、気体の性質を測定する上で、誤差を生じることがある。これに対し、本発明では、圧電素子のインピーダンスを所定の範囲とすることで、ノイズが信号ラインに重畳することを低減することができ、測定精度の向上を図ることができる。抵抗体は、圧電素子の表面に、厚膜印刷により形成することができる。厚膜印刷による抵抗体としては、酸化ルテニウム、炭素、タングステンなど、種々の材料を用いることができる。もとより、こうした抵抗値を有した抵抗器を電極間に接続してもよい。抵抗体は、電極が圧電素子の対向する二つの面に形成される場合には、二つの面に隣接する側面に形成することができる。
【００１３】
なお、電極が形成される二つの面のうちの一方の面に、他方の面の電極と電気的に接続された接続用ランドを設け、抵抗体を、この接続用ランドが設けられた面における電極と接続用ランドとの間に形成することも可能である。
【００１４】
センサとしての形状は特に問わないが、圧電素子は、所定形状のケースに収納して用いることが通常である。この場合、ケースの一端に、測定対象の気体に対してケース内を気密に保つフィルムを張設し、更にケース内に、圧電素子を、フィルムを介して振動の伝達が可能なように配置すれば、圧電素子と外部とを隔離することができる。圧電素子における放電の畏れは、放電防止部材を設けたことで解消されているが、測定対象の気体によっては、ケース内の部品に腐食その他の影響を及ぼすことが考えられるので、ケースの内部と外部とをフィルムにより隔離しておくことは望ましい。また、フィルムによって隔離しているので、圧電素子からの振動を外部に導いたり、外部の振動をケース内の圧電素子に伝えることは容易である。
【００１５】
測定対象の気体は、可燃性ガス、不燃性ガスを問わないが、特に上記の構造を採用すれば、可燃性ガスの測定に関し、その安全性を十分高くすることができる。また、測定する気体の性質としては、気体に含まれる所定成分の濃度や湿度、温度など種々の物理的特性を想定することができる。
【００１６】
本発明の測定装置は、
気体の性質の測定結果を電気的な信号として出力する測定装置であって、
上述したいずれかの構成を備えたセンサと、
該センサの前記圧電素子の前記電極に電気的に接続され、外部からの振動を受けて前記圧電素子から発生する電気信号を入力する入力回路と
を備えたことを要旨としている。
【００１７】
かかる測定装置では、センサの電極間のインピーダンスは所定値以上に保たれているのでセンサとしての測定には影響がなく、かつ電極間の放電を防止する放電防止部材が設けられているので、両電極間での放電は防止され、放電に伴うノイズの発生などの影響を受けることなく、入力回路は、圧電素子からの信号を処理することができる。また、放電による火花の発生を想定した厳格な気密構造を採用する必要がなく、装置構成を簡略にすることができる。
【００１８】
こうした測定装置としては、センサの圧電素子を振動させる駆動回路を備え、これをセンサの圧電素子に接続して、一つの圧電素子を音波の発生と検出の両方に用いることも可能である。かかる構成を採用すれば、音波の発生と検出を別々の素子で行なう必要がなく、測定装置の構成を簡略化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例としてのセンサを構成する圧電素子５１の構造を示す斜視図、図２はこの圧電素子５１を用いたガス濃度測定装置１０の分解斜視図である。このガス濃度測定装置１０は、圧電素子５１を用いて送信する超音波の伝搬速度がガス濃度により変化することを利用してガソリン蒸気の濃度を測定するものである。この装置は、例えば内燃機関を動力源とする車両に搭載されたキャニスタから吸気通路にガソリンをパージする通路に配置されて、パージされるガソリン濃度を検出する目的などに用いられる。
【００２０】
（Ａ）圧電素子５１の構造：
まず、ガス濃度測定装置１０に内蔵されたセンサとしての検出用素子本体４０に収納された圧電素子５１の構造について説明する。圧電素子５１は、図１に示したように、円柱形に形成されており、その軸方向上下面には電極が形成されている。圧電素子５１は、この電極間に電圧を印加した際、軸方向に強い歪曲が生じるように、格子の方向を整えて切り出されている。こうした圧電素子５１としては、圧電セラミックス（ピエゾ）や水晶などの結晶体などを適宜用いることができる。もとより圧電素子５１は、圧電効果も奏するから、軸方向に圧力が加わると、電極間には電圧が発生する。一般に圧電素子５１自体のインピーダンスは数十ＭΩ以上と高いから、電極間には、加えられた圧力によって高電圧が発生する。
【００２１】
すなわち、圧電素子５１は、電歪効果と圧電効果を共に示すので、これを利用して、本実施例では、超音波を後述する測定室２８内に送出する送信器として働かせるだけでなく、超音波振動を受信して電気信号を出力する受信器としても働かせている。もとより、送信用の素子と受信用の素子とを別々に設けて、ガスセンサを作ることも可能である。
【００２２】
図１に示すように、圧電素子５１の上面，下面には、それぞれ、正の電極（以下、正電極という）５１ａ，負の電極（以下、負電極という）５１ｂが蒸着により形成されている。正電極５１ａ，負電極５１ｂは蒸着以外の他の手法によって形成してもよく、例えば、スパッタリングや金属の薄板の貼付、あるいは厚膜印刷により形成してもよい。
【００２３】
圧電素子の上面に形成された正電極５１ａは、図示するように、上面全体を覆っているのではなく、一部が切り欠かれた形状をしている。この切り欠かれた部分には、接続用ランド５１ｃが、正電極５１ａとは所定の離間距離だけ隔てて形成されている。この接続用ランド５１ｃは、圧電素子５１の下面に形成された負電極５１ｂと、圧電素子５１の側面に蒸着などにより形成された連通部５１ｄを介して電気的に接続されている。接続用ランド５１ｃは、負電極５１ｂの入出力を取り出す部位であり、リード線５４ｂの片端が、はんだ付けまたはロウ付けされている。正電極５１ａにも、もう一つのリード線５４ａの片端が同様に接続されている。この２本のリード線５４ａ，５４ｂは、圧電素子５１と外部の電気回路との接続に用いられているが、その詳細は、後述する。
【００２４】
圧電素子５１の側面には、接続用ランド５１ｃと負電極５１ｂとを接続する連通部５１ｄと平行に放電防止部材である抵抗器５７が形成されている。この抵抗器５７は、高い比抵抗を有する酸化ルテニウム（ＲｕＯ２  ）の厚膜印刷により形成されたものである。もとより、厚膜印刷以外の手法、例えば蒸着、スパッタリングその他の方法により形成することもできる。抵抗器５７は、正電極５１ａと負電極５１ｂとを接続している。このため、圧電素子５１自体は、数十ＭΩ以上の高いインピーダンスを有するものの、両電極間に並列に接続された抵抗器５７により、外側からみた圧電素子５１のインピーダンスは、少なくとも抵抗器５７の抵抗値以下となる。本実施例では、抵抗器５７の長さは圧電素子５１の厚みにより規定されているので、その幅を調整することにより、約１ＭΩ程度の抵抗値としている。なお、抵抗値は、接続する電気回路の特性などを勘案して、１００ＫΩないし１０ＭΩの範囲内の適正値に調整すればよい。また、本実施例では、抵抗器５７は、圧電素子５１の側面に設けたが、圧電素子５１の上面の正電極５１ａと接続用ランド５１ｃとの間に、蒸着などの手法により形成しても良い。また、外付けの抵抗器を正電極５１ａと接続用ランド５１ｃとの間に、はんだ付けなどしても良い。
【００２５】
以上説明したように、本実施例の圧電素子５１では、抵抗器５７を側面に設けて正電極５１ａと負電極５１ｂとの間のインピーダンスを約１ＭΩに調整している。従って、仮にリード線５４ａ，５４ｂなどが断線するといった不具合が生じて、圧電素子５１と外部の電気回路との接続が失われても、圧電素子５１のインピーダンスが素子それ自身の固有のインピーダンスとなることはない。このため、外部から超音波振動などの力が加わることにより、あるいは温度変化による焦電効果により、圧電素子５１に電荷が生じても、圧電素子５１の正電極５１ａ−負電極５１ｂ間に高電圧が発生することがない。従って、両電極間に放電が生じることもない。しかも、抵抗器５７の抵抗値は１ＭΩ程度なので、外部の電気回路から見て十分高いインピーダンスを維持しており、電気回路側に与える影響も小さい。なお、外部の電気回路その他については、後で詳しく説明する。
【００２６】
（Ｂ）ガス濃度測定装置１０の全体構成：
以上説明した圧電素子５１を用いたガス濃度測定装置１０は、図２に示したように、大きくは、濃度を検出しようとするガスが通過する流路を形成する流路形成部材２０と、この流路形成部材２０に一体に作り込まれた収納部２２に収納される検出用素子本体４０、流路を通過するガスの温度を検出するサーミスタ６０、検出用素子本体４０の上部に配置される電子回路基板７０、収納部２２にはめ込まれる金属製のケース８０から構成されている。検出用素子本体４０は、収納部２２に設けられた取り付け用凹部２４に超音波溶着により固定されており、サーミスタ６０は、取り付け用の挿入孔２５に挿入・固定されている。後述するように、検出用素子本体４０やサーミスタ６０は、電気的な信号をやり取りするための端子を有し、この端子は、電子回路基板７０の対応する取り付け穴に挿入され、はんだ付けにより固定される。ガス濃度測定装置１０は、これら検出用素子本体４０やサーミスタ６０を収納部２２に固定した後、信号処理を行なう基板である電子回路基板７０を取り付け、更にケース８０を収納部２２にはめ込み、その上で、全体をウレタンなどの樹脂によりモールドして製造されている。なお、ガス濃度測定装置１０の製造工程については、（Ｈ）で詳述する。
【００２７】
（Ｃ）流路形成部材２０の構成：
ガス濃度測定装置１０の流路形成部材２０は、ガラスフィラ入りの合成樹脂を成形したものであり、その引張り弾性率は、ガスセンサとして適切な値に調整されている。この流路形成部材２０は、図２に示したように、上部に検出用素子本体４０を収納する収納部２２を備え、その下部に、検出用のガスが流通する流路を有する。主な流路としては、ガス濃度測定装置１０にガソリン蒸気が含まれるガスを導入する導入路２７，このガスにおけるガソリン濃度を超音波により検出するための測定室２８，測定室２８に対してガスをバイパスするバイパス流路２９が形成されている。測定室２８は、検出用素子本体４０のほぼ直下に、バイパス流路２９は、サーミスタ６０のほぼ直下に、それぞれ設けられている。
【００２８】
こうした流路構造を詳しく説明するために、ガス濃度測定装置１０の垂直断面を図３に示す。図３は、ガス濃度測定装置１０を、導入路２７および検出用素子本体４０の軸線を含む平面で切断した断面図である。なお、ガス濃度測定装置１０は最終的には樹脂（例えばウレタン）が充填されてモールドされるが、図３では、図示の簡明さを図って、全体をモールドする樹脂は描いていない。図３に示したように、流路形成部材２０の内部は、流路に着目すれば、導入路２７、測定室２８、バイパス流路２９に分かれている。これらは、成形時の型を可動可能に設けることにより容易に成形することができる。導入路２７はバイパス流路２９に直角に連通しており、更に導入孔３２を介して測定室２８とも連通している。バイパス流路２９の下方は出口３４が形成されており、導入路２７から導入されたガソリン蒸気を含むガスは、出口３４から排出され、この実施例では、内燃機関の吸気通路に図示しないホースにより接続されている。バイパス流路２９の出口３４と反対側の端部は、サーミスタ６０が取り付けられる挿入孔２５として形成される。従って、サーミスタ６０は、導入路２７から流入したガスの温度に所定の関係を持って、これを検出することになる。
【００２９】
測定室２８は、上部が検出用素子本体４０が取り付けられる凹部２４に連通しており、その下方には、超音波を反射するための反射部３３が形成されている。この反射部３３の働きについては、後述するが、測定室２８の底部からは、所定距離（本実施例では数ミリ）持ち上げられた構造となっており、この反射部３３の周囲の空隙は、そのまま測定室２８の底部に連通する排出流路３５を介してバイパス流路２９につながっている。このため、導入路２７から導入孔３２を通って流入したガスは、測定室２８の内部に充満し、所定の割合で、排出流路３５からバイパス流路２９に出ていく。なお、排出流路３５は、測定室２８の底部に設けられていることから、測定室２８内の水蒸気やガソリン蒸気などが結露して液化した場合、これらの水滴・油滴を排出するドレインとしても働く。反射部３３の周囲の溝に溜まった液体が排出されやすいように、反射部３３の周辺外形は、排出流路３５に向けて傾斜されている。
【００３０】
流路形成部材２０の上部に形成された収納部２２には、上述したように、測定室２８に連通する開口を有する取り付け用凹部２４や、サーミスタ取り付け用の挿入孔２５などが形成されているが、この収納部２２に相当する場所には、金属板３６がインサート成形されている。この金属板３６は、収納部２２の底面形状にほぼ倣う形状をしている。金属板３６には、電気的な接続を取るための切り起こし部８３が設けられている。切り起こし部８３は、インサート成形された後、図２に示したように、収納部２２の内側に立設された状態となり、電子回路基板７０を取り付ける際、基板上の取付孔７２に挿入される。取付孔７２には、接地ラインに接続されたランドが用意されており、切り起こし部８３は、このランドにはんだ付けされる。
【００３１】
収納部２２の内側の４つの隅部のうち、切り起こし部８３に隣接する１カ所には、電子回路基板７０を載置する支持台を兼ねて、端子用凸部が設けられている。この外側には、電気信号をやりとりするためのコネクタ３１が形成されており、コネクタ３１を形成する端子は、収納部２２の外壁をこの部分で貫通している。コネクタ３１には、入り口側で３本の端子が用意されており、３本の端子の両側の２本が、外部からこのガス濃度測定装置１０に電源を供給する電源ライン（グランドと直流電圧）に接続された端子ＧＮＤおよび端子Ｖｃｃであり、中心がガス濃度測定装置１０からの信号出力線に接続された端子ＳＧＮＬとなっている（図６参照）。このコネクタ３１のこれらの端子は、収納部２２側では、４本となっている。これは、グランド（接地）ライン用の端子ＧＮＤが途中で二股に分かれた形状をしているからである。二股に分かれた端子のひとつ（図６における端子ＧＮＤ１）は、電子回路基板７０に接続・はんだ付けされており、もう一つ（図６における端子ＧＮＤ２）は、上方に延出されており、ケース８０を組み付けるとき、このケース８０の対応する位置に用意された挿入孔８５（図２参照）に挿入される。挿入後、端子は、ケース８０にはんだ付けまたはロウ付けされる。この結果、ケース８０全体が接地ラインに電気的に結合されていることになる。収納部２２の隅部のうち、残りの２カ所には、電子回路基板７０を載置する目的で、図示しない支持台が形成されている。
【００３２】
（Ｄ）検出用素子本体４０の構造：
検出用素子本体４０の構造を、図４の断面図に示した。この検出用素子本体４０は、図２に示したように、組立後は円盤形状となるが、これはフランジ部４１を有する合成樹脂製の素子ケース４２の内部に、既述した圧電素子５１などを収納したのち、ウレタンを内部に充填しているからである。素子ケース４２のフランジ部４１は、収納部２２に設けられた取り付け用凹部２４より大径に形成されており、フランジ部４１の下部の収容部４３は、凹部２４より小径に形成されている。この素子ケース４２単体の状態では、収容部４３の下面は開口されており、その端面４５の外側縁部には、段差部４６が形成されている。製造時には、この段差部４６の内側に、耐ガソリン性のある材料を用いた円形の保護フィルム４８が接着される。
【００３３】
保護フィルム４８の中心には、円柱形状の音響整合板５０が接着・固定されており、この音響整合板５０の上面には超音波素子である圧電素子５１が接着・固定されている。音響整合板５０は、圧電素子５１の振動を、保護フィルム４８を介して効率よく、空気中に（本実施例では測定室２８へ）送出するために設けられている。音波や超音波は、媒質の密度の差が存在する場所で反射し易いので、圧電素子５１を直接保護フィルム４８に接着するのではなく、音響整合板５０を介して接合することにより、圧電素子５１の振動を効率よく超音波として測定室２８内に送出することができる。本実施例では、音響整合板５０として、多数の小さなガラス玉をエポキシ系樹脂で固めたものを用いた。また、これらの音響整合板５０と圧電素子５１とを取り囲むように、筒体５２が配置されている。この筒体５２は、ポリエチレンテレフタレートフィルム５２ａに銅箔５２ｃを接着層５２ｂを介して貼り合わされたものであり、銅箔５２ｃ側を内側にして円筒形に巻き、端面を重ねて貼り合わせたものである。この筒体５２の内径は、音響整合板５０の外径と略一致しているので、筒体５２は、音響整合板５０の外周に密着している。両者は接着されていない。
【００３４】
圧電素子５１の外径は、音響整合板５０の外径より小さくされている。従って、これを囲繞する筒体５２の内面と、圧電素子５１の側面との間には、間隙が形成されることになる。筒体５２と音響整合板５０および圧電素子５１との関係を図５に示した。図５は、音響整合板５０，圧電素子５１，筒体５２の関係を示す分解斜視図である。図示するように、筒体５２には、１２個の開口５３が設けられている。この開口５３は、圧電素子５１の軸方向に沿って上方に偏位した位置に設けられている。従って、組立後には、筒体５２の開口５３は、音響整合板５０の外周ではなく、圧電素子５１の外周に対応した位置に存在することになる。なお、図５では、理解の便を図って、筒体５２を形成する各層５２ａ，５２ｂ，５２ｃについては、一体に描いてある。
【００３５】
素子ケース４２は、図４に示したように、断面が略逆「Ｌ」字形状をしており、その内周面は、鉛直面に対して所定の角度（本実施例では約１１度）の傾きでテーパが付けられている。従って、収容部４３の外壁に相当する部分は、下部、即ち保護フィルム４８に近づくにつれて厚みを増す。この結果、素子ケース４２の収容部４３は、フランジ部４１との付け根の付近で外壁の厚みが薄く、可撓性に富み、その下端では、保護フィルム４８を貼付する十分な面積を用意している。この素子ケース４２は、ほぼ円筒形に形成されているものの、端子５５ａ，５５ｂが埋設されている箇所だけ、内側に突出した形状を有する。この突出部５６ａ，５６ｂには端子５５ａ，５５ｂがインサート成形されている。この端子５５ａ，５５ｂは、「Ｌ」字形状に曲っており、その下端は、収容部４３の内面に突出している。この下端に、圧電素子５１の正電極５１ａからのリード線５４ａおよび負電極５１ｂ用の接続用ランド５１ｃからのリード線５４ｂがはんだ付けされる。こうして圧電素子５１のリード線５４ａ，５４ｂの取付を終えてから、素子ケース４２の内部にはウレタンが充填される。なお、端子５５ａ，５５ｂの上端は、素子ケース４２の上面から上方に突出している。この端子は、電子回路基板７０が、その上部に取り付けられる際、電子回路基板７０の対応する取り付け孔に挿入され、その場所に用意されたランドにはんだ付けされる。
【００３６】
素子ケース４２は、フランジ部４１の下面略中央に、溶着用の突起５９を円周状に備えている。この突起５９は、超音波溶着時に溶融して、フランジ部４１を、収納部２２にしっかりと固着する。
【００３７】
（Ｅ）電子回路基板７０とその回路およびガス濃度検出の手法：
次に、電子回路基板７０の構造と、その取付について説明する。電子回路基板７０は、ガラスエポキシ基板に予めエッチング等により回路パターンを形成したものであり、部品の取付位置にランドやスルーホールが設けられている。また、既に説明したように、検出用素子本体４０やサーミスタ６０、あるいはコネクタ３１の端子、切り起こし部８３などが取付られる部位には、それぞれの端子形状に合わせた大きさの取付孔が設けられ、その周囲をランドパターンが取り巻いている。従って、完成した電子回路基板７０は、所定の位置に、信号処理用の各種部品、例えば信号処理用の集積回路（ＩＣ）や、抵抗器，コンデンサなどが取り付けられており、これを、検出用素子本体４０やサーミスタ６０の取付が完了した収納部２２に装着し、はんだ付けを行なうことで、電気的な回路構成は完了する。ガス濃度測定装置１０の製造としては、最終的には樹脂モールドを行なうが、この点は、後で製造方法の項で一括して説明する。
【００３８】
各種端子を電子回路基板７０にはんだ付けする際、コネクタ３１の端子のうち、一番外側の端子（図６参照）ＧＮＤ２は、対応するランドが、電子回路基板７０にはなく、端子ＧＮＤ２は、電子回路基板７０に設けられた貫通孔を通過するだけになっている。端子ＧＮＤ２は、電子回路基板７０に設けられた貫通孔を通過し、ケース８０の挿入孔８５に挿入され、ここで、ケース８０にはんだ付け、またはロウ付けされる。
【００３９】
こうして完成したガス濃度測定装置１０の電気的な構成を、図６のブロック図に示す。図示するように、この電子回路基板７０は、マイクロプロセッサ９１を中心に構成されており、マイクロプロセッサ９１に接続された各回路素子、即ち、デジタル−アナログコンバータ（Ｄ／Ａコンバータ）９２、ドライバ９３、増幅器９６が接続されたコンパレータ９７等を備える。サーミスタ６０は、直接マイクロプロセッサ９１のアナログ入力ポートＰＡＰに接続されている。また、ドライバ９３と増幅器９６は、検出用素子本体４０に接続されている。
【００４０】
検出用素子本体４０に内蔵された圧電素子５１とドライバ９３および増幅器９６との実際の接続を、図７に示した。図示するように、圧電素子５１の負電極５１ｂ側は最終的には接地されており、正電極５１ａからの信号線は、ドライバ９３の出力段に設けられたトライステートバッファ９３ａと、増幅器９６に設けられたカップリングコンデンサ９６ａとに接続されている。ドライバ９３のトライステートバッファ９３ａは、通常その出力をハイインピーダンス状態に保っており、ゲートＧに入力されている制御信号がアクティブとなったときだけ、導通状態となる。従って、ゲートＧに入力されている制御信号がアクティブとなっている間のみ、出力用アンプ９３ｂの出力は、圧電素子５１側に出力可能な状態となる。
【００４１】
ドライバ９３はマイクロプロセッサ９１からの指令を受けて、所定時間、検出用素子本体４０の圧電素子５１を駆動する回路である。このドライバ９３は、マイクロプロセッサ９１からの指令を受けると、上述したトライステートバッファ９３ａのゲートＧへの制御信号をアクティブとしてバッファ９３ａを出力可能な状態とし、出力用アンプ９３ｂから、複数個の矩形波を圧電素子５１へと出力する。ドライバ９３が出力するこの矩形波の信号を受けると、圧電素子５１は振動し、送信器として機能して、超音波を測定室２８内に送出する。圧電素子５１を駆動するこの矩形波を出力した後、トライステートバッファ９３ａのゲートＧへの制御信号はインアクティブとなり、その出力は再びハイインピーダンス状態となる。
【００４２】
測定室２８内に送出された超音波は、比較的高い指向性を保ったまま直進し、測定室２８底部の反射部３３に反射して戻ってくる。戻ってきた超音波が保護フィルム４８に到達すると、保護フィルム４８および音響整合板５０を介して、圧電素子５１にその振動は伝わり、圧電素子５１は今度は受信器として機能して、振動に応じた電気信号を出力する。この様子を、図８に示した。図において、区間Ｐ１は、ドライバ９３が信号を出力しており、圧電素子５１が送信器として機能している期間を、区間Ｐ２は、反射部３３で反射した超音波により振動が圧電素子５１に伝わり、圧電素子５１が受信器として機能している期間を、それぞれ示している。
【００４３】
受信器として機能した際の圧電素子５１の信号は、カップリングコンデンサ９６ａを介して増幅器９６の入力用アンプ９６ｂに入力されて増幅される（図７参照）。この増幅器９６の出力は、コンパレータ９７に入力されており、ここで予め用意された閾値Ｖｒｅｆ  と比較される。閾値Ｖｒｅｆ  は、ノイズなどの影響により増幅器９６が出力する誤信号を弁別できるレベルである。誤信号としては、ノイズなどによるものの他、検出用素子本体４０自身が持っている残響などの影響によるものがある。
【００４４】
コンパレータ９７は、増幅器９６からの信号を閾値Ｖｒｅｆ  と比較することにより、圧電素子５１が受信した振動の大きさが所定以上になったときにその出力を反転する。このコンパレータ９７の出力をマイクロプロセッサ９１により監視し、圧電素子５１からの最初の超音波の出力タイミング（図８タイミングｔ１）から、コンパレータ９７の出力が反転するまで（図８タイミングｔ２）の時間Δｔを計測することにより、超音波が測定室２８内の反射部３３までの距離Ｌを往復するのに要した時間を知ることができる。超音波が、ある媒質中を伝搬する速度Ｃは、次式（１）に従うことが知られている。
【００４５】
【数１】
2004325402.tif 000003
【００４６】
この式（１）は、複数の成分が混在しているガスについて成り立つ一般式であり、変数ｎは、第ｎ成分についてであることを示すサフィックスである。従って、Ｃｐｎは測定室２８内に存在するガスの第ｎ成分の定圧比熱、Ｃｖｎは測定室２８のガスの第ｎ成分の定積比熱、Ｍｎは第ｎ成分の分子量、Ｘｎは第ｎ成分の濃度比を表している。また、Ｒは気体定数、Ｔは測定室２８内のガスの温度、である。ガスに関する比熱などは知られているので、伝搬速度Ｃは、測定室２８内のガスの温度Ｔと濃度比Ｘｎにより定まることになる。超音波の伝搬速度Ｃは、圧電素子５１から反射部３３までの距離Ｌを用いて、
Ｃ＝２×Ｌ／Δｔ      …（２）
と表せるから、Δｔを計測すれば、濃度比Ｘｎ、即ち、ガソリン濃度を求めることができる。なお、本実施例では、ガソリン蒸気の濃度を検出したが、濃度が既知の場合には、温度Ｔや伝搬距離Ｌを求めるセンサとして用いることも可能である。
【００４７】
マイクロプロセッサ９１は、上記の式に従う演算を高速に行ない、求めたガソリン濃度に対応した信号をＤ／Ａコンバータ９２を介して出力する。この信号がコネクタ３１の端子ＳＧＮＬを介して外部に出力される。実施例では、この端子ＳＧＮＬは、内燃機関の燃料噴射量を制御しているコンピュータ（ＥＣＵ）に接続されており、ガソリン濃度に対応したその信号は、ＥＣＵによって読み込まれ、キャニスタからのガソリンのパージ量を勘案して、燃料噴射量を補正するといった処理に用いられる。
【００４８】
（Ｆ）実施例の作用・効果：
以上説明した本実施例のガスセンサによれば、圧電素子５１の正電極５１ａと負電極５１ｂとの間に、放電防止部材として抵抗値約１ＭΩ程度の抵抗器５７を形成・接続している。このため、ドライバ９３のトライステートバッファ９３ａの出力がハイインピーダンス状態となっている場合でも、圧電素子５１の出力インピーダンスは、約１ＭΩを上回ることがない。このため、焦電効果により、圧電素子５１の正電極５１ａ−負電極５１ｂ間に過大な電圧が発生して、電極間で放電を生じることがない。また、振動その他の不測の事由により、例えリード線５４ａ，５４ｂが切断した場合でも、圧電素子５１自体のインピーダンスは約１ＭΩ以下に抑えられるので、同様に放電を生じることがない。この結果、放電によるノイズによって、ガス濃度検出の精度に影響を受けるということがなく、ガス濃度測定装置１０の信頼性を高めることができる。
【００４９】
本実施例のガス濃度測定装置１０は、可燃性であるガソリン蒸気の濃度を測定している。ガス濃度測定装置１０では、圧電素子５１と測定室２８との間がフィルム４８で気密に隔てられているから、圧電素子５１の電極間でよしんば放電が生じたとしても、測定対象である測定室２８内のガソリン蒸気には何ら影響は与えない。ところが、例えばユーザによるガス濃度測定装置１０の不慮の取り外しなどにより、フィルム４８への慮外の損傷の付与などがなされた場合、測定室２８内のガソリン蒸気が、検出用素子本体４０内に侵入し滞留する可能性がゼロとは言えない。こうした場合でも、本実施例のガス濃度測定装置１０では、圧電素子５１の電極間で放電が生じることはなく、その安全性はきわめて高い。
【００５０】
また、放電による火花の発生を想定した厳格な気密構造を採用する必要がなく、装置構成を簡略にすることができると共に、低コスト化が実現できる。更に、放電防止部材を設けることにより、電極に発生した電荷を直ちに除去することができるので、電極間に電荷が発生することによるノイズが測定精度に与える影響を低減することができる。また、圧電素子のインピーダンスが１ＭΩ程度の所定の範囲となっているので、外部からのノイズが信号ラインに重畳することを防止でき、測定精度の向上を図ることができる。
【００５１】
なお、本実施例では、抵抗器５７の抵抗値を約１ＭΩとしたが、抵抗値は１０ＫΩないし１０ＭΩの範囲にあれば良い。以下にこの根拠を示す。まず、抵抗器が形成されていない圧電素子に対し較正用の一定強度の超音波を入力し、その出力電圧（受信感度）が２ボルトになるよう調整した。その後、圧電素子に抵抗器を設け、その抵抗値を変えて出力電圧を測定した。その結果、図９に示すように、抵抗値が１０ＫΩ以上であれば、圧電素子５１の出力電圧は、±１０［％］程度の範囲に入ることが分かった。この程度の範囲に入っていれば、超音波の伝搬時間の変化を利用したガス濃度の測定を十分な精度で行なうことができる。また、圧電素子５１を短期間のうちに１５０℃に温度上昇させた時に、焦電効果により発生する電荷が抵抗器５７においてどの程度消費されるかを測定した。抵抗器５７の抵抗値を変化させて測定を行なった結果を図１０に示した。１０ＭΩ以下であれば、抵抗器５７における消費電力は十分に高く、圧電素子における焦電効果を効率よく防止できることが分かった。このため、抵抗器５７の抵抗値は、１０ＫΩないし１０ＭΩの範囲にあれば差し支えない。
【００５２】
（Ｇ）変形例
本発明のその他の変形例について説明する。図１１，図１２は、圧電素子５１の第１の変形例の形状を示す斜視図である。図１１に示した変形例における圧電素子５１は、上記実施例とほぼ同一の構成を有するが、抵抗器の形成箇所が異なっている。すなわち、この変形例では、抵抗器１５７は、正電極５１ａと負電極用の接続用ランド５１ｃとの離間箇所に形成されている。比抵抗を適宜選択すれば、わずかな離間距離を利用して、所望の抵抗値とすることができる。また、図１２に示した変形例では、抵抗器２５７は、圧電素子５１とは別体に形成され、その両端が正電極５１ａと接続用ランド５１ｃとの接続されている。かかる構成でも、圧電素子５１の出力インピーダンスを所定の値に調整することで、接続された電気回路による測定に影響を与えることなく、電極間の放電といった現象を解消することができる。
【００５３】
（Ｈ）ガスセンサの製造方法：
次に、本実施例におけるガス濃度測定装置１０を製造する方法について、説明する。図１３は、ガスセンサの製造工程を示す工程図である。図示するように、このガス濃度測定装置１０を製造するに際しては、まず圧電素子を組み立てる作業を行なう（工程Ｓ１００）。この工程は、所定形状に切り出した圧電素子５１に電極５１ａ，５１ｂ、接続用ランド５１ｃ、連通部５１ｄを蒸着などの手法により形成し、更に、抵抗器５７を、厚膜印刷により酸化ルテニウムの厚膜として形成する。その後、保護フィルム４８を所定形状（実施例では円形）に切り出し、その中心に音響整合板５０を接着する。更に、その上に、圧電素子５１を中心を合わせて接着する。接着後、圧電素子５１の電極５１ａと接続用ランド５１ｃには、リード線５４ａ，５４ｂを、はんだ付けや放電溶接などの手法により接続する。
【００５４】
他方、こうして得られた圧電素子組立を封入する素子ケース４２を用意する（工程Ｓ１１０）。素子ケース４２は、ガラスフィラー入りの合成樹脂を射出成形して製造する。もとより、削り出しなどの手法によっても良い。素子ケース４２の内側に設けられた突出部５６ａ，５６ｂには、端子５５ａ，５５ｂが、インサート成形される。
【００５５】
次に、検出用素子本体を組み立てる作業を行なう（工程Ｓ１２０）。この工程では、まず、工程Ｓ１１０で製造した素子ケース４２に、工程Ｓ１００で組み立てた圧電素子組立を組み付ける。素子ケース４２の下方端面４５の外周には、段差部４６が設けられているので、端面４５に保護フィルム４８を位置決めして接着するのは容易である。この状態で、筒体５２を、素子ケース４２の開口側から挿入し、音響整合板５０の外周に嵌め込む作業を行なう（工程Ｓ１３０）。作業に先立って、銅箔５２ｃを接着層５２ｂを介してポリエチレンテレフタレートフィルム５２ａに貼り合わせたものを、予め音響整合板５０の外径に合わせた内径に巻き、筒体５２として製造しておく。筒体５２は、特に接着などはせず、音響整合板５０に嵌め合わせただけである。
【００５６】
この状態で、圧電素子５１から延びる２本のリード線５４ａ，５４ｂを、端子５５ａ，５５ｂにはんだ付けなどの手法で接続する作業を行なう（工程Ｓ１４０）。以上の処理により、検出用素子本体４０に必要に部品は全て組み付けられる。そこで、次に素子ケース４２の開口側から、ウレタンを充填する処理を行なう（工程Ｓ１５０）。このとき、充填材であるウレタンは、圧電素子５１およびその上端から引き出されたリード線５４ａ，５４ｂを覆い、かつフランジ部４１の上辺までは達しない程度に充填される。
【００５７】
以上説明した検出用素子本体４０の製造とは別に、流路形成部材２０の製作が行なわれる。この工程を工程Ｓ２００以下に示した。流路形成部材２０の製作に際しては、まず金属板をプレス加工して、インサート成形用の金属板３６を成形する処理を行なう（工程Ｓ２００）。本実施例で用いた金属板３６では、略長方形の金属板（実施例では錫メッキ鋼板）をプレス加工することにより、その形状を一体形成している。
【００５８】
次に、流路形成部材２０を、その内部に金属板３６を備えるようにインサート成形する処理を行なう（工程Ｓ２１０）。流路形成部材２０は、ガラスフィラー入りの合成樹脂を用いて成形する。金属板３６は、流路形成部材２０の成形時に、治具などを用いて、形成後の収納部２２の底部に埋設される位置に保持される。また、このとき同時に、コネクタ３１に収納された端子も、インサート成形される。
【００５９】
こうして流路形成部材２０を製作した後、この流路形成部材２０の収納部２２に、既に製造しておいた検出用素子本体４０を溶着する作業を行なう（工程Ｓ２３０）。溶着は、超音波溶着により行なう。これは検出用素子本体４０を所定の治具に取り付けた上で、凹部２４の中心に検出用素子本体４０の中心を一致させた上で、この検出用素子本体４０を超音波領域の振動数で振動させ、そのフランジ部４１の下面を収納部２２の接合面に強く打ちつける。フランジ部４１の下面には、突起５９が形成されているから、超音波振動による力は全てこの突起５９に集中することになり、突起５９は機械的なエネルギが集中することにより加熱され、やがて溶融する。この結果、検出用素子本体４０は、フランジ部４１下面で、流路形成部材２０の収納部２２の接合面に隙間なく溶着する。なお、溶着は、熱板溶着など、他の手法に拠っても良い。
【００６０】
検出用素子本体４０の取り付けと前後して、サーミスタ６０を流路形成部材２０の挿入孔２５に取り付ける作業も行なう（工程Ｓ２４０）。その後、検出用素子本体４０の上に緩衝材８８を載置する（工程Ｓ２５０）。緩衝材８８は、検出用素子本体４０と略同一の外径に形成された発泡体であり、その厚さは数ミリである。この緩衝材８８には、検出用素子本体４０から上方に突き出た端子５５ａ，５５ｂが貫通する開口も設けられている。緩衝材８８は、この後の工程で取り付けられる電子回路基板７０と検出用素子本体４０との間に介装され得る厚みを有し、後述する工程で充填されるウレタンが検出用素子本体４０の周囲を埋め尽くさないようにする目的で用いられている。
【００６１】
緩衝材８８を配置した後、電子回路基板７０上に用意された取り付け孔に、次の４つの部材を嵌め合わせつつ、基板７０を、上方から、収納部２２に収納する（工程Ｓ２６０）。即ち、
・金属板３６から切り起こされて収納部２２底部に立設している切り起こし部８３、
・検出用素子本体４０から突出した端子５５ａ，５５ｂ、
・サーミスタ６０の端子、
・コネクタ３１の４本の端子、
の４つの部材を、電子回路基板７０の所定の取付孔に嵌合する。このうちコネクタ３１の端子３１ｄ以外を、電子回路基板７０上の取付孔周囲に設けられたランドにはんだ付けする。
【００６２】
次に、この収納部２２にケース８０を取り付ける作業を行なう（工程Ｓ２７０）。このとき、ケース８０に設けられた挿入孔８５に、コネクタ３１の端子３１ｄを貫通させ、その後、これをはんだ付けまたはロウ付けする。これでケース８０の取付作業は完了する。その後、収納部２２内に樹脂（本実施例ではウレタン）を充填する作業を行なう（工程Ｓ２８０）。ウレタンで検出用素子本体４０や電子回路基板７０をモールドするのである。その後、測定室２８に濃度を他の検出装置で検出したガソリン蒸気を含むガスを導入し、ガス濃度測定装置１０を動作させて、その出力を較正（キャリブレーション）する処理を行なう（工程Ｓ２９０）。ガス濃度測定装置１０の較正は、この実施例では、検出結果から、ガス濃度測定装置１０の出力と他の測定装置で検出済みのガソリン濃度との関係を示す較正曲線を求めて、これをマイクロプロセッサ９１に内蔵したＥＥＰＲＯＭに書き込むことで行なった。
【００６３】
以上説明したガスセンサの製造方法によれば、検出用素子本体４０の圧電素子５１には、それ自体に抵抗器５７が形成されることになり、リード線などを用いた接続工程は必要がない。従って、電極間のインピーダンスを抵抗器５７により確実に所定範囲に調整することができる。使用中の振動その他の理由によりリード線が切断して、圧電素子５１の両電極間のインピーダンスが高くなってしまうことも生じない。
【００６４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、例えば超音波を用いた温度センサや比熱センサなどに適用することができる。また、超音波を出力するだけの送信器や超音波を受信するだけの受信器にも適用することができる。ガス濃度測定装置３１０として、超音波の送信器と受信器を分離したタイプを図１４に示した。図示するように、この実施例では、上記実施例で説明した検出用素子本体４０を送信用素子本体３４０と受信用素子本体４４０と二つ備える点以外は、上記の実施例と電気的な構成は同様である。この例では、超音波を反射する反射部３３は必要なく、送信用素子本体３４０から出力された超音波は測定室３２８内に存在するガソリン蒸気内を伝搬して受信用素子本体４４０により受信される。かかるガス濃度測定装置３１０の送信用素子本体３４０や受信用素子本体４４０に用いられる圧電素子は、上述した実施例の圧電素子５１と同一のものであり（図１参照）、電極間での放電の発生は、十分に防止されている。このため、放電によるノイズにより測定に影響を受けたり、その他放電現象に伴う不具合を被ることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての圧電素子５１の構成を示す斜視図である。
【図２】実施例のガス濃度測定装置１０の概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】ガス濃度測定装置１０の構造を示す断面図である。
【図４】検出用素子本体４０の構造を示す断面図である。
【図５】音響整合板５０，圧電素子５１と筒体５２の構造を示す分解斜視図である。
【図６】電子回路基板７０の内部の電気的な構成を示す説明図である。
【図７】圧電素子５１とドライバ９３および増幅器９６との接続を示す説明図である。
【図８】超音波を用いたガス濃度の検出の原理を説明する説明図である。
【図９】抵抗器５７の抵抗値とセンサの受信感度との関係を示す説明図である。
【図１０】抵抗器５７の抵抗値と抵抗器に流れる電流との関係を示す説明図である。
【図１１】変形例としての抵抗器１５７を備えた圧電素子５１の構造を例示する斜視図である。
【図１２】変形例としての抵抗器２５７を備えた圧電素子５１の構造を例示する斜視図である。
【図１３】検出用素子本体４０を製造する処理を順に示す説明図である。
【図１４】ガス濃度測定装置の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，３１０…ガス濃度測定装置
２０…流路形成部材
２２…収納部
２４…凹部
２５…挿入孔
２７…導入路
２８，３２８…測定室
２９…バイパス流路
３１…コネクタ
３２…導入孔
３３…反射部
３４…出口
３５…排出流路
３６…金属板
４０…検出用素子本体
４１…フランジ部
４２…素子ケース
４３…収容部
４５…端面
４６…段差部
４８…フィルム
５０…音響整合板
５１…圧電素子
５１ａ…正電極
５１ｂ…負電極
５１ｃ…接続用ランド
５１ｄ…連通部
５２…筒体
５２ａ…ポリエチレンテレフタレートフィルム
５２ｂ…接着層
５２ｃ…銅箔
５３…開口
５４ａ〜５４ｄ…リード線
５５ａ〜５５ｄ…端子
５６ａ，５６ｂ…突出部
５７，１５７，２５７…抵抗器
５９…突起
６０…サーミスタ
７０…電子回路基板
７２…取付孔
８０…ケース
８３…切り起こし部
８５…挿入孔
８８…緩衝材
３４０…送信用素子本体
４４０…受信用素子本体
【図１】
2004325402.tif 000004
【図２】
2004325402.tif 000005
【図３】
2004325402.tif 000006
【図４】
2004325402.tif 000007
【図５】
2004325402.tif 000008
【図６】
2004325402.tif 000009
【図７】
2004325402.tif 000010
【図８】
2004325402.tif 000011
【図９】
2004325402.tif 000012
【図１０】
2004325402.tif 000013
【図１１】
2004325402.tif 000014
【図１２】
2004325402.tif 000015
【図１３】
2004325402.tif 000016
【図１４】
2004325402.tif 000017