(57)【要約】【課題】処理速度が向上した変換器をベースにしたセンサシステムおよび破壊事象検査を行う方法を提供する。【解決手段】変換器をベースにしたセンサシステム（４０）は、（イ）固定化結合用相手材料（２２）と該固定化結合用相手材料に接触する標本材料とを受け取る変換器手段（４２−４８）と、（ロ）該変換器手段に駆動信号を印加して機械的に励振する駆動信号手段（５０、５２、５４、５６）と、（ハ）前記標本材料と前記固定化結合用相手材料との間に所定の結合が存在したかどうかを判定する出力処理手段（５０）とを備える。駆動信号は、前記変換器手段の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形を含み、また、前記判定は、変換器手段からの出力応答が前記所定の結合の破壊に関連する音響シグネチャを含むかどうかを判定することによって行われる。【選択図】図２
2005134386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破壊事象検査を行う方法であって、
固定化結合用相手材料および前記相手材料の上に配置した標本材料を変換器に設け、前記標本材料は、前記固定化結合用相手材料に塗布され、前記標本材料が前記固定化結合用相手材料に対する親和性を有する成分を含む場合には、該成分のうちの少なくともいくらかと前記固定化結合用相手材料との間に結合が形成されるようにするステップ、
結合破壊が引き起こされるように前記変換器を加速するステップであって、該加速は、駆動信号を前記変換器に印加することによって行われ、前記駆動信号は、前記変換器の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形を含むステップ、および
前記駆動信号の印加に応答する、前記変換器の出力応答を解析するステップ
を含む破壊事象検査を行う方法。
【請求項２】
前記変換器を加速するステップは、順次上昇するエネルギーレベルで、前記変換器に前記駆動信号を印加することによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の破壊事象検査を行う方法。
【請求項３】
前記変換器の出力応答を解析するステップは、前記出力応答が、前記標本材料の成分と前記固定化結合用相手材料との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することを含むことを特徴とする、請求項１に記載の破壊事象検査を行う方法。
【請求項４】
破壊事象検査を行う方法であって、
固定化結合用相手材料および前記相手材料の上に配置した標本材料を変換器に設けるステップ、
複数の相異なるエネルギーレベルで前記変換器を機械的に励振するステップ、
前記さまざまなエネルギーレベルのそれぞれについて、前記変換器の出力応答を得るステップ、
前記固定化結合用相手材料と前記標本材料との間で生ずる可能性のある破壊事象を示唆する破壊標識があるかにより前記出力応答のそれぞれを選別するステップ、および
該選別の後に、前記出力応答のうちの少なくとも１つに対してさらなる処理を行うステップであって、既知の結合の破壊に関連する既知の音響シグネチャを前記出力応答が含むかどうかを判定することを含み、前記出力応答が破壊標識を含む場合にのみ該出力応答に対して行われるステップ（２１６）
を含む破壊事象検査を行う方法。
【請求項５】
前記破壊標識があるかにより前記出力応答のそれぞれを選別するステップ（２０８）は、前記出力応答が、前記固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することを含むことを特徴とする、請求項４に記載の破壊事象検査を行う方法。
【請求項６】
標本材料が特定の成分を含むかどうかを検出する、変換器をベースにしたセンサシステムであって、
コントローラと、
該コントローラに動作可能に接続され、その表面上に固定化結合用相手材料と前記標本材料とを受け取るよう構成され、前記標本材料は前記固定化結合用相手材料に接触する状態にされて、前記特定の成分が前記標本材料内に存在する場合には、該固定化結合用相手と前記特定の成分との間の結合の形成を引き起こすようになっている、変換器と
を備え、
前記コントローラは、
前記変換器の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形を含む駆動信号を、前記変換器に印加して、前記変換器を機械的に励振して、潜在的結合破壊を引き起こし、
前記駆動信号の印加に応答する前記変換器の出力応答を受け取り、
該出力応答を解析して、前記駆動信号の印加が、前記標本材料と前記固定化結合用相手材料との間の結合破壊を引き起こしたかどうかを判定する
よう構成されている
ことを特徴とする変換器をベースにしたセンサシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、複数の順次上昇するエネルギーレベルで前記変換器を機械的に励振し、前記エネルギーレベルのそれぞれについて前記変換器の対応する出力応答を得るよう構成されていることを特徴とする、請求項６に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記固定化結合用相手材料と前記標本材料との間で生じている可能性のある破壊事象を示唆する破壊標識があるかにより前記出力応答を選別すること）、
該選別の後に、前記出力応答のうちの少なくとも１つに対してさらなる処理を行うことであって、前記結合に関連する既知の音響シグネチャを前記出力応答が含むかどうかを判定することを含み、前記出力応答が破壊標識を含む場合にのみ該出力応答に対して行われる、さらなる処理を行うことによって、前記エネルギーレベルについての前記出力応答を解析するよう構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記出力応答のうちのいずれかが、前記標本材料と前記固定化結合用相手材料との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することによって、前記出力応答を選別するよう構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【請求項１０】
標本材料を解析するための、変換器をベースにしたセンサシステムであって、
固定化結合用相手材料と前記標本材料とを受け取り、前記標本材料は、前記固定化結合用相手材料と接触するよう配置される、変換器手段と、
該変換器手段を機械的に励振するために、前記変換器手段に駆動信号を印加するように構成され、該駆動信号は、前記変換器手段の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形を含む、駆動信号手段と、
前記標本材料と前記固定化結合用相手材料との間に所定の結合が存在したかどうかを判定するため、前記変換器手段の出力応答を処理して該出力応答が前記所定の結合の破壊に関連する音響シグネチャを含むかどうかを判定する、出力処理手段と
を備える変換器をベースにしたセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は該して破壊事象の検知装置に関し、特に処理速度が向上した変換器をベースにしたセンサシステムおよび破壊事象検査を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気システムと機械システムとの間でエネルギーを移行する、さまざまな用途で変換器デバイスが用いられている。例えば水晶微小はかり（ＱＣＭ）は、さまざまな構成において圧電変換器を用いて感知機能を実行することができる、変換器をベースにした技術である。ＱＣＭ技術は、変換器の共振周波数が通常、変換器の実効質量とともに変化する、という事実を利用している。結局、標本材料の部分、部分が変換器に結合すると、振動するその質量の共振周波数を監視することによって、結合した標本材料の質量を検出することができる。
【０００３】
関連技術として、破壊事象検査（ＲＥＳ：rupture event scanning）がある。ＲＥＳにおいて、変換器を用いて機械的エネルギーを生成して、標本材料内の結合を破壊することができる。変換器は、結合を破壊するエネルギーを供給することに加えて、結合が破壊されるときに発生する可能性がある音響事象（例えば、圧力波）を解析するセンサとして用いることができる。異なるタイプの結合は、特徴的な音響事象を生成する独特の特性を有する。音響事象を調査するさまざまな技法を用いることによって、結合を識別し解析することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の破壊事象デバイスおよび方法は、通常、変換器の共振周波数において純粋な正弦波信号で励振する高Ｑ変換器デバイスを用いる。既存のデバイスおよび方法においては、変換器に対して連続的な検査（scanning）動作が行われて、システムが依然として共振で動作しているかどうかを判定し、かつ／または、共振周波数の変化が生じたかどうかを判定する。これには、低振幅テスト信号を用いて、共振周波数が求められている間に破壊事象が引き起こされることがないことを確実にすることが必要なことが多い。いくつかの動作設定においては、共振周波数を求めるプロセスは、特に頻繁に繰り返し行われる場合には、標本処理速度をかなり制限してしまう可能性がある。既存の多くのシステムにおいては、処理速度はまた、変換器の出力データを検討するのに用いる解析方法によっても制限されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、標本に関する破壊事象検査および他の検知動作を行うシステムおよび方法を提供する。本方法は、固定化結合用相手材料および相手材料の上に配置した標本材料を変換器に設けることを含む。標本材料は、固定化結合用相手材料に塗布され、標本材料が固定化結合用相手材料に対する親和性を十分有する成分を含む場合には、成分のうちの少なくともいくらかと固定化結合用相手材料との間に結合が形成されるようになっている。本方法はさらに、変換器を加速することであって、それによって、結合破壊が引き起こされ、加速は、駆動信号を変換器に印加することによって行われる、該加速することを含む。駆動信号は、変換器の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形を含む。本方法は、駆動信号の印加に応答する、変換器の出力応答を解析することも含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下の説明は、変換器を用いて変換器に固定されたまたは近接する材料についての情報を得る、システム、デバイス、および方法に関する。この説明は、例示として、破壊事象検査（ＲＥＳ）および水晶微小はかり（ＱＣＭ）の用途に主に焦点を当てる。
【０００７】
図１は、例示的変換器２０を示す。変換器２０は通常、水晶の結晶、または圧電特性を有するその他の材料で形成された圧電デバイスである。ＲＥＳ、ＱＣＭ、およびその他の用途において、変換器の上にまたはその周りに、さまざまな材料を設けてもよい。具体的には、図示のように、抗体標本２２等の固定化結合用相手材料を、変換器２０上に配置してもよい。変換器２０はまた、粒子２６等の構成成分を含む標本材料２４とともに用意してもよい。標本材料内の成分が、固定化結合用相手材料に対する（例えば、固定化結合用相手材料内の抗体に対する）親和性を十分有する場合には、成分と固定化結合用相手との間に結合が形成される。例えば、抗体標本材料２２内の抗体が相補的抗原（例えば、粒子２６）にさらされると、抗体−抗原のペアが結合を形成する場合がある。
【０００８】
変換器２０は、通常、駆動信号を変換器に印加する、駆動信号発生器（図１には示さず）または同様のデバイスに接続される。駆動信号を印加することによって、通常、図１に矢印で示す機械的振動が引き起こされる。出力処理システム（図示せず）を用いて、変換器２０の移動の結果生じる電気出力を得て解析してもよい。駆動信号の印加に応答して変換器が振動すると、粒子２６は印加した駆動信号の振幅に比例する加速を、したがって力を受ける。この力が、結合（例えば、抗体と抗原との間の結合）に関連するエネルギーまたは力と等しいまたはそれよりも大きい場合には、結合は破壊される。結合を破壊することによって、結合した成分同士の間の（例えば、その特定の抗体と抗原との間の）独特の結合力を表しそれに関連する、独特の音響シグネチャが生じる。
【０００９】
電圧波形等の駆動信号を印加すると、通常、変換器の圧電特性によって変換器の運動が発生する。変換器のこの運動は、振動性であることが多い。多くの場合、変換器を、周波数領域におけるその正確な基本周波数または正確な倍音周波数で駆動することによって、その共振周波数で駆動することが望ましい。
【００１０】
多くの動作設定において、変換器の共振応答は重要となる。例えば、変換器２０の共振周波数は、通常、変換器の実効質量（例えば、変換器自体の質量および変換器に固定されたあらゆる材料の質量）とともに変化する。すなわち、変換器の実効質量が小さくなるにつれて、共振周波数は高くなる。したがって、多くの用途において、周波数応答を監視すること（例えば、共振周波数の変化の検出）を用いて、質量測定を行ってもよい。具体的に、図１を参照して、変換器２０の実効質量は、変換器の質量に、固定化結合用相手材料２２の質量と、結合用相手材料に固定したまたは固着したあらゆる粒子２６の質量とを加えたものである。共振周波数の変化を検出することによって、変換器２０の表面から移動されつつある粒子２６またはその他の材料についての情報を得ることができる。すなわち、移動される材料の量は、関連する共振周波数の変化が分かっていれば、確認できることが多い。標本材料２４が１つのタイプの粒子２６（例えば、特定の抗原）のみを含むことが分かっている場合には、個々の粒子２６の質量が分かっているとすれば、破壊事象に関係する粒子の数を求めることができる。
【００１１】
共振周波数の変化によって質量の移動を検出することに加えて、変換器の振動のために破壊された結合についての具体的な情報を得ることができる。上述し以下でより詳細に説明するように、結合破壊は通常、音響事象を生成する。この音響事象が逆に、変換器に物理的影響を及ぼす。すなわち、印加した駆動信号が引き起こす運動とは無関係におよびそれに加えて、この音響事象によって、これに対応して変換器が運動する。この事象によって引き起こされる変換器の運動が、変換器の出力に成分として反映され、そして次にこの出力を解析して、その音響事象を生成する出来事についての情報を得ることができる。このような解析は、例えば、特定の抗原、病原体等、特定のタイプの粒子２６を標本材料が含んでいるかどうかを判定するのに用いることができる。
【００１２】
図２は、ＲＥＳ、ＱＣＭ、およびその他の変換器を含む用途において用いることができる、変換器システム４０を示す。システム４０は通常、単一の変換器とは対照的に、変換器２０と同様の変換器複数から成る配列を含み、より迅速な検査および／または複数の標本の検査を可能にする。図示の例において、システム４０は４つの変換器４２、４４、４６、４８を含むが、いかなる実施可能な数の変換器を用いてもよいということが理解されるべきである。
【００１３】
システム４０は、通常、変換器の配列につながれさまざまな機能を果たすよう構成された、プロセッサ等のコントローラとメモリとを含む。このような機能としては、システム全体の制御を行うことが含まれてもよい。この制御には、さまざまなシステムの構成要素の順次制御、変換器を機械的に励振するために駆動信号を生成し変換器の配列に印加すること、駆動信号の振幅および／または継続時間を制御することによって、駆動信号が与えるエネルギーを制御すること、初期周波数とその後（例えば、質量の移動後）の周波数を含む、変換器の共振周波数を検出することおよび／または得ること、駆動信号の印加に応答して変換器からの出力を標本化すること、変換器からのデジタル化出力標本を記憶すること、標本化したデータに対して適宜周波数領域変換を行うこと、標本化したデータのうちの無関係のまたは不要な部分を、フィルタリングまたはその他の方法で取り除くこと、および、標本化したデータの残りの部分を、結合付着力テーブル等の記憶しているデータと比較しすることであって、それによって、特定の破壊事象が生じたかどうかを判定する、比較することが含まれる。このような機能については、以下でより詳細に説明する。列挙した機能は単に説明的なものであり、限定または制限する意味で解釈されるべきではない、ということが理解されるべきである。プロセッサおよびメモリは、さまざまな方法で実施してもよく、個々の用途の要求に合うよう望みどおりに構成してもよい。
【００１４】
図２の例において、コントローラは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０とさまざまな付属の構成要素とを有して実施される。付属の構成要素には、ダイレクト・デジタル・シンセサイザ（ＤＤＳ）５２、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）５４、増幅器５６、ハイブリッドＲＦデバイス５８、増幅器６０、およびフラッシュアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）６２が含まれる。配列における所望の変換器を選択的に作動させる、セクション６４、６６、６８、７０を含む多重化デバイス（ＭＵＸ）もまた、設けてもよい。
【００１５】
動作中、ＤＳＰ５０およびＤＤＳ５２を用いて、変換器４２、４４、４６、４８のうちの１つまたは複数に印加する入力電圧波形（例えば、駆動信号）を生成してもよい。変換器（１つまたは複数）は、マルチプレクサ部（ＭＵＸ）６４、６６、６８、７０を介して選択され、マルチプレクサ部（ＭＵＸ）６４、６６、６８、７０は、ＤＳＰ５０の図示の選択ライン１〜４を介して制御してもよい。波形の振幅は、ＤＳＰ５０から供給される値を用いてＤＡＣ５４と増幅器５６との動作を介して制御してもよい。結果として生じる入力駆動信号を、ハイブリッドＲＦデバイス５８を介して、選択した変換器に印加してもよい。ハイブリッドＲＦデバイス５８は、変換器の配列におよびそこから反対方向に流れる入力信号および出力信号を分離するために、４ポートのデバイスとして実施してもよい。出力信号は、ハイブリッドＲＦデバイス５８、増幅器６０、およびフラッシュＡＤＣ６２を通って流れる。出力は、フラッシュＡＤＣ６２へのＲＥＡＤ  ＥＮＡＢＬＥ接続を選択的にアサートすることによって、選択的に標本化しＤＳＰ５０のメモリに読み込んでもよい。以下でより詳細に説明するように、ＤＳＰ５０は、出力応答を解析して、質量が変換器から移動されたおよび／または破壊事象が生じたということを示す、周波数変化および／または振幅現象を識別することができる。
【００１６】
図３は、他の変換器システム８０を示す。システム８０は、シングルポートの変換器の代わりに、２ポートの変換器８２、８４、８６、８８の配列を含む。前の例においてのように、配列からの出力を駆動し処理するコントローラを設けてもよい。具体的には、システム８０は、ＤＳＰ１００、ＤＡＣ１０２、および増幅器１０４の動作を組み合わせることによって印加される駆動信号で変換器を駆動するよう構成された、ＤＳＰ１００を含む。結果として生じる出力は、ＡＤＣ１０６を介してＤＳＰ１００に読み込まれる。配列内の変換器は、復号部１０８、入力マルチプレクサ部（ＩＮ  ＭＵＸ）１１０、１１２、１１４、１１６、および出力マルチプレクサ部（ＯＵＴ  ＭＵＸ）１２０、１２２、１２４、１２６の動作を介して選択されてもよい。
【００１７】
さまざまな異なる駆動信号を本システムおよび方法で用いて、振動またはその他の変換器運動を引き起こし、例えば材料の移動を引き起こす力（例えば、抗体−抗原結合が破壊される破壊事象）を生成してもよい。多くの場合、複数の周波数成分を有する電圧波形を有する駆動信号で変換器を駆動することが望ましい。これは、純粋な正弦波駆動信号のみが用いられる従来の破壊事象システムとは対照的である。そのような純粋な正弦波駆動信号は、主な周波数成分を１つしか有さず、その他の周波数は、もしあるとしても、無視できる程度に存在するのみである。
【００１８】
本願の対応米国出願と同時係属中の以下の米国特許出願は、本明細書において説明するシステムおよび方法とともに用いることができる、変換器をベースにしたシステムおよび方法のさらなる例を提供している。Daniel R. Blakleyによる２００２年１０月３１日出願の米国特許出願第１０／２８６，０７１号「Transducer-Based Sensor System with Multiple Drive Signal Variants」、Daniel R. Blakleyによる２００３年１月３１日出願の米国特許出願第１０／３５５，３９６号「Transducer-Based Sensor System」、Daniel R. Blakleyによる２００３年１月３１日出願の米国特許出願第１０／３５６，０８４号「Sensor System and Method Employing Shared Transducer Elements」、およびDaniel R. Blakleyによる２００３年７月３１日出願の米国特許出願第１０／６３２，２９０号「Multiple-Transducer Sensor System and Method With Selective Activation and Isolation of Individual Transducers」。
【００１９】
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂは、本明細書において説明するシステムおよびデバイスとともに用いることができるさまざまな例示的駆動信号の時間領域表示および周波数領域表示を示す。図４Ａと図４Ｂとはそれぞれ、これまでの破壊事象システムおよび方法において従来用いられている純粋な正弦波駆動信号の波形１３０の、時間領域表示と周波数領域表示とを示す。図４Ｂに示すように、純粋な正弦波信号は、周波数成分を１つしか持たない。既存のＲＥＳシステムにおいては、この純粋な正弦波信号は特定の振幅および周波数で印加され、結果として生じる変換器応答を調べて、結合破壊等の破壊事象が生じたかどうかを判定する。事象が検出されない場合には、事象が検出されるまで、信号振幅を大きくして（例えば、より大きな加速を、したがってより大きな力を生成して、結合破壊を引き起こす）、結果として生じる応答を解析していた。
【００２０】
繰り返して振幅を大きくし応答があるか探すというプロセスは、特に変換器の配列が大きい場合には、相当に時間がかかる可能性がある。上述のように、破壊事象およびその他の質量の移動は、変換器の共振の挙動の変化によって検出される。従来のシステムは、共振の変化を識別するために、ある範囲の周波数を繰り返し頻繁に掃引して、その共振周波数が何であるかおよび／または変換器が現在共振状態で駆動しているかどうかを判定する。純粋な正弦曲線等、周波数成分が１つしかない駆動信号を用いると、共振の判定をより頻繁に行わなくてはならない可能性がある。
【００２１】
所与の変換器についての共振の判定は、通常、正弦波駆動信号の振幅を、いかなる移動（例えば、破壊事象）も引き起こさなくなるまで小さくすることによって、行われる。次にこの低振幅信号で見込みある周波数範囲を掃引し、変換器の電気出力を解析することによって、結果として生じる変換器の物理的応答を観察する。最大移動が観察される周波数が、共振周波数であると判定される。次にこの判定した共振周波数を、最近の値と比較して、変化があるとすればどんな変化が生じたか、およびその変化の大きさを判定する。次に駆動信号振幅をもう一度所望の動作レベル（例えば、結合破壊を引き起こすのに用いたレベル）まで大きくしてもよく、上述のように変換器を再び加速する。
【００２２】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂは、複数の周波数を有する他の駆動信号の波形の時間領域表示および周波数領域表示を示す。すなわち、図５Ａと図５Ｂとはそれぞれ、５０および５４ＭＨｚの成分を有する駆動信号の波形１３２の、時間領域表示と周波数領域表示とを示す。図６Ａと図６Ｂとはそれぞれ、５０、５１、５２、および５３ＭＨｚの成分を有する駆動信号の波形１３４の、時間領域表示と周波数領域表示とを示す。図７Ａと図７Ｂとはそれぞれ、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、および５７ＭＨｚの成分を有する駆動信号の波形１３６の、時間領域表示と周波数領域表示とを示す。このような例において、駆動信号は、好適な振幅係数を用いてそれぞれの周波数における正弦曲線（例えば、正弦波および／または余弦波）を組み合わせることによって、形成してもよい。
【００２３】
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂは、実例を示すのみであり、多くのその他の複数の周波数波形を用いてもよい、ということが理解されるべきである。例えば、このような波形における周波数は単に例示的であるということが意図されており、破壊事象検査およびその他の用途においては、変換器デバイスははるかに高い振動周波数において動作してもよい、ということが理解されるべきである。
【００２４】
さらに、所与の波形の周波数成分の選択において、システム内の変換器のＱ値は、所与の波形内の選択周波数を決定する上で、考慮すべき事柄になることが多い。例えば、Ｑ値が比較的高い変換器デバイスを駆動するのに用いる駆動信号の波形においては、非常に多くの、互いの間隔が密の周波数を有することが望ましいかもしれない。Ｑ値が高いデバイスにおいては、非常に小さい質量を移動したとしても、波形内のある周波数成分に関して変換器が共振から外れてしまう可能性がある。その信号内の次の最高周波数成分が、最初の周波数と比較して高すぎる周波数を有しているとすると、デバイスはこれら２つの周波数の「間」に位置し、変換器のＱ値が比較的高いために、どちらの周波数成分も共振応答を引き起こせないようになっている。したがって、本説明の駆動信号の波形の周波数成分は、変換器のＱ値、および／または動作中に行われる予想される質量の移動に基づいて選択してもよい。
【００２５】
図８および図９は、変換器または変換器の配列を駆動し、結果として生じる出力を解析する例示的方法を示す。本説明の方法は、通常、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂの例においてのように複数周波数駆動信号を用い、上述の実施形態に関して実施しても上述の実施形態とは別個に実施してもよい。
【００２６】
まず図８を参照して、２００において、変換器または変換器の配列を設け、変換器を駆動信号で励振する準備をする。特に、図１ないし図３を参照して上述したように、変換器に固定化結合用相手材料と標本材料とを与えてもよい。標本材料と結合用相手材料とは、通常密着させ、材料の構成要素の成分同士の間で（例えば、固定化結合用相手材料２２における抗体と標本材料２４における抗原との間で）結合が形成されやすくする。実施態様によっては、システム４０または８０に関して噴霧デバイスを用いて、固定化結合用相手材料を塗布してある変換器の表面上に標本材料を噴霧してもよい。または、変換器を、あらかじめ結合用相手材料と標本材料とを有する状態で準備してもよい。この準備プロセスではまた、変換器を動かし、それによって標本材料と固定化結合用相手材料との間で結合が形成されやすくするために、変換器に初期化駆動信号を印加することも含んでもよい。
【００２７】
２０２で示すように、この方法はさらに、変換器（複数可）を加速するのに用いる駆動信号を初期化することを含んでもよい。上述のように、周波数成分が複数の波形を有する駆動信号を用いることが望ましいことが多い。したがって、駆動信号の初期化は、変換器の予想される共振の挙動に基づいて、駆動信号において存在すべき特定の周波数成分を決定することを含んでもよい。これには、例えば、準備した変換器（例えば、結合用相手と標本材料とがその上に配置された変換器）の初期共振周波数を決定することが含まれていてもよい。図３を参照して、変換器の初期共振周波数を識別するために、ＤＳＰ１００、ＤＡＣ１０２、および増幅器１０４を用いて、変換器８２、８４、８６、および８８に初期駆動信号を印加してもよい（例えば、あらゆる破壊事象または変換器からのその他の質量の移動の前に）。
【００２８】
変換器から質量が移動されるにつれて共振周波数は高くなるので、変換器の初期共振周波数を用いて、駆動信号において用いる周波数の下限を定めてもよい。その他の周波数は、個々の標本材料に基づいて選択してもよい。例えば、所与の標本について、変換器の振動中に（例えば、結合の破壊のために）どの程度の質量が離脱するかを推定することは、比較的容易かもしれない。これを用いて、駆動信号における周波数成分の上限を定めてもよい。これら、および変換器のＱ値（上記説明を参照されたい）等その他の考慮すべき事柄で、中間の周波数を有する信号成分の駆動信号への組み込み方を決定してもよい。
【００２９】
いずれにせよ、複数周波数駆動信号を用いることによって、変換器の実効質量の変化に直面しても共振応答を引き起こすことができる、ということが理解されるべきである。これとは対照的に、純粋な正弦曲線（単周波駆動信号）で配列ば、駆動信号の周波数が変換器の共振周波数に近い場合にのみ、共振応答が引き起こされ、変換器の共振周波数は、当然、質量が移動されるにつれて変化してしまう。本明細書において説明する複数周波数駆動信号は、変換器の実効質量の変化およびそれに付随する共振周波数の変化に対応し、共振を得るために低振幅信号を頻繁に繰り返し印加する必要性を少なくする。また、共振を得るのに必要な低振幅検査の数を減らすことによって、全体的な解析時間が短くなる。
【００３０】
初期化にはまた、準備した変換器が受けるエネルギーの範囲を設定すること、および決定した範囲内の最低エネルギーレベル（例えば、印加する波形の最小の振幅および／または継続時間）に駆動信号を初期設定することが含まれていてもよい。印加するエネルギーレベルの範囲は、行う個々のテスト、および／または標本材料の予想される特性次第で決定してもよい。例えば、システム４０またはシステム８０を用いて、標本材料が特定の抗原または病原体を含んでいるかどうかを判定してもよい。固定化結合用相手材料は、対象となっている抗原／病原体に対応する抗体を含むよう準備される。この特定の抗体と抗原との間に形成される結合の、既知の結合力を用いて、入力駆動信号についてのエネルギーレベルの範囲を選択してもよい。この範囲は、この範囲内のあるレベルにおいて、対象となっている抗原がもし存在する場合にはその抗原が、変換器の振動によって生成されるせん断力のために、固定化結合用相手材料から破壊離脱するよう、選択してもよい。
【００３１】
駆動信号の周波数成分およびエネルギーレベルは、あらかじめ決定しておいてもよく、あるいは実験またはその他の動作を行っている間に動的に決定してもよい、ということが理解されるべきである。また、図２および図３を参照して、システム４０、８０のさまざまな構成要素は、上述および図８のステップ２０２を参照して説明した初期化作業を実行するよう、プログラムされるかまたはその他の方法で構成されていてもよい。通常、いったん駆動信号のパラメータを決定し駆動信号を他方で初期化すると、その駆動信号が変換器に印加するために生成される。図２の例において、駆動信号の波形は、ＤＤＳ５２、ＤＡＣ５４、および増幅器５６に支援されて、ＤＳＰ５０が生成する。図３において、ＤＳＰ１００を用い、ＤＡＣ１０２、ＤＤＳ１０３、および増幅器１０４に支援されて、波形を生成してもよい。
【００３２】
さらに図８を参照して、方法はさらに、２０４および２０６において、駆動信号を変換器に印加すること、および次に結果として生じる出力を標本化することとを含む。図２を参照して、信号振幅がＤＳＰ５０、ＤＡＣ５４、および増幅器５６によって制御された状態で、ＤＳＰ５０およびＤＤＳ５２が駆動信号の波形を生成してもよい。上述のように、駆動信号は、ハイブリッド（混成）ＲＦデバイス５８を介して選択した変換器に印加してもよい。変換器から結果として生じる出力を標本化し少なくとも一時的にＤＳＰ５０のメモリに記憶してもよい。図示の例において、ＤＳＰ５０はフラッシュＡＤＣ６２のＲＥＡＤ  ＥＮＡＢＬＥ入力を選択的にアサートして、出力標本が、選択した変換器からハイブリッドＲＦデバイス５８を通り増幅器６０およびフラッシュＡＤＣ６２を通ってＤＳＰのメモリに読み込まれるようにする。図３の例において、ＤＳＰ１００はＤＤＳ１０３とともに駆動信号の波形を生成し、振幅は、ＤＳＰ１００がＤＡＣ１０２および増幅器１０４と協働して制御してもよい。選択した変換器からの出力標本は、ＡＤＣ１０６を介してＤＳＰ１００に読み込まれる。
【００３３】
２０８に示すように、出力標本を選別して、例えばその特定の標本の詳細な解析が望ましいかどうかを判定してもよい。実施形態によっては、例えば、抗体−抗原のペアの間で形成された結合（複数可）の破壊等の破壊事象が生じたということを示すまたは示唆する振幅現象があるか、出力標本を選別してもよい。結合力は比較的大きいことが多いので、結合が破壊されると、通常は音響事象が生成され、これは変換器によって検出されて、変換器の出力標本における継続時間の短い高振幅のバーストとして現れる。
【００３４】
この高振幅のバーストは、通常、変換器を励振するために印加される駆動信号に起因する共振応答とは周波数がかなり異なり、したがって、その周波数および振幅によって、駆動信号と区別することができる。破壊に関連する振幅は、出力標本において存在するいかなるノイズ、クロストーク、またはその他の成分よりもはるかに高いということはないかもしれないが、通常は駆動信号と同期して生じるものであり、同期して抽出し、後で振幅トリガすなわちレベルのしきい値と比較することができる。したがって、しきい値を定めることができ、このしきい値よりも高い振幅を有する成分があるか出力標本を選別してもよい。しきい値は、あらかじめ決定しておいてもよく、あるいは動作中にさまざまなパラメータに基づいて計算してもよい。例えば、個々のしきい値は、駆動信号において存在するいくつかの周波数成分の振幅を基準として決定してもよい。振幅のしきい値に付け加えて、またはその代わりに、その他の基準を用いて潜在的に対象となる出力標本を識別してもよい。例えば、本方法は、共振周波数のシフトが生じたということを示す現象があるかという予備解析を含んでもよい。共振周波数が上昇シフトするということは、質量の移動、したがって潜在的破壊事象が生じたということを示す。その場合には、その特定の出力標本を保持し、より詳細に解析して、変換器の励振の結果として破壊事象が実際に生じたかどうかを判定してもよい。
【００３５】
上述の振幅現象と周波数シフトとは、「破壊標識」と考えてもよい、ということが理解されるべきである。このような標識が存在するということは、破壊事象が生じたかもしれないということを示唆しているからである。したがって、ステップ２０８は、破壊標識が存在するか出力標本を検査する、予備選別解析と考えてもよい。後述するように、破壊標識が存在するということは、通常、対象となっている事象が生じたということを決定的に示すものではない。しかし、多くの状況において、破壊標識があるかにより選別することで、おそらく対象となる出力標本を識別する、効率的な方法が提供される。通常、選別プロセスは、変換器の励振のために対象となっている事象が生じたということを確認するまたは否定するのに必要な、より詳細な処理よりも、かなり高速で行われるのである。
【００３６】
いずれにせよ、本方法は、ステップ２０８における選別基準を満たすかどうか次第で、さまざまな措置を講ずることを含んでもよい。基準を満たす場合、例えば定めた振幅のしきい値を超える成分を出力標本が含む場合、２１０で示すように、出力標本を保持してもよい。または、２１２で示すように、選別基準を満たさない場合には、それぞれのメモリ場所（例えば、ＤＳＰ５０またはＤＳＰ１００内）をフラッシュして、メモリのリソースを開放してもよい。
【００３７】
変換器（複数可）の加速度を、したがって印加する力を増大して、変換器（複数可）表面において結合破壊を引き起こすのが望ましいこともある。通常このような力は、変換器に印加する駆動信号によって与えられるエネルギーに比例する。上述のように、所与の波形のエネルギーは、波形を時間領域で表したものの下にある面積で捉えることができる。したがって、波形全体の、または波形のうちのある成分の、振幅および／または継続時間を増大することによって、エネルギーレベルを上げることができる。例えば、選択した周波数成分の、または波形全体の振幅を増大してもよい。図示の例示的方法において、最高エネルギーレベルに達していない限り、２１４において駆動信号のエネルギーレベルを上げてもよい。
【００３８】
上述のことから、方法は、順次上昇するエネルギーレベルで、変換器に駆動信号を供給することを含んでもよい、ということが理解されるべきである。それぞれのエネルギーレベルについて、対応する出力応答を標本化してもよい（例えば、２０６において）。すべてのエネルギーレベルを通って循環した後、２１６で示すように、さらなる処理を行ってもよい。以下でより詳細に説明するように、この、さらなる処理は、標本化したデータのより徹底的な解析を含んでもよい。印加した駆動信号について全範囲のエネルギーを通って回帰する代わりに、２１０および２１６で示すように、このさらなる処理は、可能性のある事象が識別されるとすぐに行ってもよい。
【００３９】
出力標本（複数可）のさらなる処理を行う例示的方法を、図９に示す。２３０で示すように、本方法は、出力標本に対して周波数領域変換を行うことを含んでもよい。フーリエ変換、高速フーリエ変換、ハートレー変換、ウェーブレット変換、またはブレイスウェル変換を含む、いかなる実施可能な変換技法を用いてもよい。通常、この変換によって、周波数領域内で周波数の関数とした振幅により解析することができるデータが生じる。２３２で示すように、この変換データを解析して、標本化した変換器応答において存在する主要な共振周波数を識別してもよい。
【００４０】
本方法は、２３４において、変換器の共振周波数が、例えば前に記録した値からシフトしたかどうかを判定することを含んでもよい。上述のように、そのようなシフトは通常、変換器の実効質量が変化するとき（例えば、変換器の表面から質量が外れるとき）に生じる。すなわち、質量が小さくなることによって、共振周波数が高くなる。
【００４１】
周波数のシフトは、対象となっている事象が生じたということを決定的に示すものではない、ということが理解されるべきである。言い換えれば、質量の移動のすべてが実験上重要であるというわけではない。所与の実験は、標本材料が、特定のさまざまな連鎖球菌等、ある病原体を含んでいるかどうかを判定することを含んでもよい。そのような実験において、対象となっている周波数における唯一のシフトは、そのさまざまな連鎖球菌と、変換器に固着した、固定化結合用相手との間の、破壊（例えば、結合破壊）に関連するシフトである。標本材料は、変換器に固着した、対象となっている抗原以外の成分（例えば、たんぱく質）を含んでもよい。このようなたんぱく質が、変換器の振動のために外れると、共振周波数はシフトするが、周波数のこのシフトは、実験のテーマである特定の抗体−抗原結合の破壊に関連するものではない。
【００４２】
したがって、２３６および２３８で示すように、いったん共振周波数のシフトを検出すると、変換データをさらに処理してもよく、可能性のある事象のデータがもし存在する場合には、その可能性のある事象のデータを分離し、次に、その分離した可能性のある事象のデータを、記憶している値と比較してもよい。分離中、駆動信号に対する変換器の応答に関連するデータは、通常、引き算またはその他の方法で取り除かれる。また、さまざまな方法を用いて、標本からノイズおよびクロストークを取り除いてもよい。分離は、所与の状況に好適で適切な、デコンボリユーションまたはその他の方法を含んでもよい。可能性のある事象のデータの分離には、事象のデータは通常変換器の共振周波数以外の周波数において生じる、という事実が役立つことが多い。したがって、多くの場合、フィルタリングおよび同様の技法もまた利用して、潜在的に興味の対象となるデータを抽出してもよい。
【００４３】
いずれにせよ、いったん潜在的な事象のデータを分離すると、２３８で示すように、可能性のある事象のデータを既知の値と比較してもよい。例えば、既知の結合に関連するデータを、ＤＳＰ５０またはＤＳＰ１００のメモリ内に記憶していてもよい。そのようなデータは、例えば、さまざまな抗体−抗原のペアについての音響シグネチャに関するデータを含んでもよい。上記の例において、既知のデータは、固定化結合用相手材料内での、連鎖球菌の菌株の、相手の成分（例えば、抗原）から離れる破壊に関連する、独特の音響シグネチャを含む。したがって、ステップ２３８において、分離した可能性のある事象のデータは、既知の音響シグネチャと比較され、両者が一致するということは、標本材料が実際に対象となっている連鎖球菌の菌株を含んでいたということを示し、対象となっている菌株を含む破壊事象が生じたということを示す。
【００４４】
周波数領域への変換およびその次の解析は、相当に時間がかかる可能性がある。上述の例示的方法において、標本化したデータを高速で選別して、おそらく関係するデータを、関係しないと思われるデータから分離することによって、処理速度を上げることができる。上述の具体例において、標本化したデータは、対象となっている事象が生じたということを示唆するまたは示す振幅および／または周波数の現象があるか、予備的に選別される。そのような選別の使用を用いて、変換器（複数可）から標本化したデータすべてに対して、より完全でより時間がかかる解析を行うことを回避してもよい。これは、変換器の励振の大部分は、対象となっている事象またはその他の質量の移動を引き起こすものではない、ということを考えれば、多くの状況において、特に有利である。
【００４５】
本実施形態および方法の実施態様を、特に示し説明したが、当業者で配列ば、添付の特許請求項において規定する精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形を行ってもよい、ということを理解しよう。説明は、本明細書において説明した要素のすべての新規かつ非自明な組み合わせを含むよう理解されるべきであり、本願または後の出願において、このような要素の任意の新規かつ非自明な組み合わせに対して特許請求項が提示されてもよい。特許請求項に「１つの」または「第１の」要素またはその等価物とある場合、このような特許請求項は、１つまたは複数のそのような要素の組込みを含むように解釈されるべきであり、２つ以上のそのような要素を必要とするわけでも、除外するわけでもない。なお、本発明の実施態様を以下に例示して本発明の実施の参考に供する。
【００４６】
（実施態様１）：破壊事象検査を行う方法であって、（イ）固定化結合用相手材料（２２）および前記相手材料の上に配置した標本材料（２４、２６）を変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に設けるステップ（２００）であって、前記標本材料（２４、２６）は、前記固定化結合用相手材料（２２）に塗布され、前記標本材料（２４、２６）が前記固定化結合用相手材料（２２）に対する親和性を有する成分（２６）を含む場合には、該成分（２６）のうちの少なくともいくらかと前記固定化結合用相手材料（２２）との間に結合が形成される、設けるステップ（２００）、（ロ）結合破壊が引き起こされるように前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を加速するステップ（２０４）であって、加速することは、駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）を前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に印加すること（２０４）によって行われ、前記駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）は、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形（１３０、１３２、１３４、１３６）を含む、加速するステップ（２０４）、および（ハ）前記駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）の印加に応答する、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の出力応答を解析するステップ（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）
を含む。
【００４７】
（実施態様２）：前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を加速するステップ（２０４）は、順次上昇するエネルギーレベルで、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に前記駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）を印加すること（２０４）によって行われることを特徴とする、実施態様１に記載の破壊事象検査を行う方法。
【００４８】
（実施態様３）：前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の出力応答を解析するステップ（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）は、前記出力応答が、前記標本材料（２４、２６）の成分と前記固定化結合用相手材料（２２）との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することを含むことを特徴とする、実施態様１に記載の破壊事象検査を行う方法。
【００４９】
（実施態様４）：破壊事象検査を行う方法であって、（イ）固定化結合用相手材料（２２）および前記相手材料の上に配置した標本材料（２４、２６）を変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に設けるステップ（２００）、（ロ）複数の相異なるエネルギーレベルで前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を機械的に励振するステップ（２０４）、（ハ）前記さまざまなエネルギーレベルのそれぞれについて、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の出力応答を得るステップ（２０６）、（ニ）前記固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）との間で生ずる可能性のある破壊事象を示唆する破壊標識があるかにより前記出力応答のそれぞれを選別するステップ（２０８）、および（ホ）該選別の後に、前記出力応答のうちの少なくとも１つに対してさらなる処理（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を行うステップ（２１６）であって、既知の結合の破壊に関連する既知の音響シグネチャを前記出力応答が含むかどうかを判定すること（２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を含み、前記出力応答が破壊標識を含む場合にのみ該出力応答に対して行われる、さらなる処理（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を行うステップ（２１６）を含む。
【００５０】
（実施態様５）：前記破壊標識があるかどうかについて前記出力応答のそれぞれを選別するステップ（２０８）は、前記出力応答が、前記固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することを含むことを特徴とする、実施態様４に記載の破壊事象検査を行う方法。
【００５１】
（実施態様６）：標本材料（２４、２６）が特定の成分（２６）を含むかどうかを検出する、変換器をベースにしたセンサシステム（４０、８０）であって、（ア）コントローラ（５０、１００）と、（ロ）該コントローラ（５０、１００）に動作可能に接続され、その表面上に固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）とを受け取るよう構成された、変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）であって、前記標本材料（２４、２６）は前記固定化結合用相手材料（２２）に接触する状態にされて、前記特定の成分（２６）が前記標本材料（２４、２６）内に存在する場合には、該固定化結合用相手（２２）と前記特定の成分（２６）との間の結合の形成を引き起こすようになっている、変換器とを備え、（ハ）前記コントローラ（５０、１００）は、（ハー１）前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形（１３０、１３２、１３４、１３６）を含む駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）を、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に印加して（２０４）、前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を機械的に励振して、潜在的結合破壊を引き起こし、（ハー２）前記駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）の印加に応答する前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の出力応答を受け取り（２０６）、（ハー３）該出力応答を解析して（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）、前記駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）の印加が、前記標本材料（２４、２６）と前記固定化結合用相手材料（２２）との間の結合破壊を引き起こしたかどうかを判定するよう構成されている。
【００５２】
（実施態様７）：前記コントローラ（５０、１００）は、複数の順次上昇するエネルギーレベルで前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を機械的に励振し（２０４）、前記エネルギーレベルのそれぞれについて前記変換器（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の対応する出力応答を得るよう構成されていることを特徴とする、実施態様６に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【００５３】
（実施態様８）：前記コントローラ（５０、１００）は、（Ａ）前記固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）との間で生じている可能性のある破壊事象を示唆する破壊標識があるかにより前記出力応答を選別すること（２０８）、（Ｂ）該選別の後に、前記出力応答のうちの少なくとも１つに対してさらなる処理（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を行うこと（２１６）であって、前記結合に関連する既知の音響シグネチャを前記出力応答が含むかどうかを判定すること（２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を含み、前記出力応答が破壊標識を含む場合にのみ該出力応答に対して行われる、さらなる処理（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）を行うこと（２１６）によって、（Ｃ）前記エネルギーレベルについての前記出力応答を解析する（２０６、２０８、２１６、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８）よう構成されていることを特徴とする実施態様７に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【００５４】
（実施態様９）：前記コントローラ（５０、１００）は、前記出力応答のうちのいずれかが、前記標本材料（２４、２６）と前記固定化結合用相手材料（２２）との間に形成された結合の破壊を示す振幅現象を示すかどうかを判定することによって、前記出力応答を選別するよう構成されていることを特徴とする、実施態様８に記載の変換器をベースにしたセンサシステム。
【００５５】
（実施態様１０）：標本材料（２４、２６）を解析するための、変換器をベースにしたセンサシステム（４０、８０）であって、（イ）固定化結合用相手材料（２２）と前記標本材料（２４、２６）とを受け取る変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）であって、前記標本材料（２４、２６）は、前記固定化結合用相手材料（２２）と接触するよう配置される、変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）と、（ロ）該変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）を機械的に励振する（２０４）駆動信号手段（５０、５２、５４、５６、１００、１０２、１０３、１０４）であって、該駆動信号手段（５０、５２、５４、５６、１００、１０２、１０３、１０４）は前記変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）に駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）を印加するよう構成されており、該駆動信号（１３０、１３２、１３４、１３６）は、前記変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の予想される共振の挙動に基づいてあらかじめ選択される複数の周波数成分を有する波形（１３０、１３２、１３４、１３６）を含む、駆動信号手段（５０、５２、５４、５６、１００、１０２、１０３、１０４）と、（ハ）前記標本材料（２４、２６）と前記固定化結合用相手材料（２２）との間に所定の結合が存在したかどうかを判定する出力処理手段（５０、１００）であって、該判定は、前記変換器手段（２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８）の出力応答を処理して該出力応答が前記所定の結合の破壊に関連する音響シグネチャを含むかどうかを判定することによって行われる、出力処理手段（５０、１００）とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】標本をその上に配置した状態の、例示的変換器の実施形態を示す図である。
【図２】複数の変換器と変換器に駆動信号を印加し変換器から出力信号を受け取る構成要素とを含む、本説明による変換器をベースにしたセンサシステムの実施形態を概略的に示す図である。
【図３】本説明による変換器をベースにしたセンサシステムの他の実施形態を概略的に示す図である。
【図４Ａ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる例示的単周波駆動信号の実施形態の、時間領域表示を示す図である。
【図４Ｂ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる例示的単周波駆動信号の実施形態の、周波数領域表示を示す図である。
【図５Ａ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、時間領域表示を示す図である。
【図５Ｂ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、周波数領域表示を示す図である。
【図６Ａ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる別の例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、時間領域表示を示す図である。
【図６Ｂ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる別の例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、周波数領域表示を示す図である。
【図７Ａ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる別の例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、時間領域表示を示す図である。
【図７Ｂ】本説明のシステムおよび方法に関して用いることができる別の例示的複数周波数駆動信号の実施形態の、周波数領域表示を示す図である。
【図８】変換器をベースにしたシステムの実施形態を用いて、標本材料に対して検出および／または検知動作を行う方法の、例示的実施態様を示す流れ図である。
【図９】変換器をベースにしたシステムの実施形態を用いて、標本材料に対して検出および／または検知動作を行う方法の、例示的実施態様を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００５７】
２０、４２、４４、４６、４８、８２、８４、８６、８８  変換器手段
２２  固定化結合用相手材料
２４、２６  標本材料
４０  センサシステム
４２、４４、４６、４８
５０、５２、５４、５６、１００、１０２、１０３、１０４  該駆動信号手段
１３０、１３２、１３４、１３６  該駆動信号
５０，１００  出力処理手段
【図１】
2005134386.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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