(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、
前記特性値信号と前記液体の特性値との相関関係を示す前記弾性表面波デバイスに固有の演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、
前記弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と前記記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて前記液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、
その演算式またはテーブルが互いに異なる前記弾性表面波デバイスを複数設け、
これら弾性表面波デバイスからの前記各特性値信号を前記マイクロコンピュータにそれぞれ入力するように構成し、
前記記憶装置は前記弾性表面波デバイスに対応する各演算式またはテーブルを記憶してなり、
前記液体の特性値を測定する際に、前記記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから前記液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルを有する前記弾性表面波デバイスからの前記特性値信号を前記マイクロコンピュータに入力するようにしたことを特徴とする弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項２】
前記発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置は測定部に設け、前記各弾性表面波デバイスは前記測定部とは別体の複数のセンサ部にそれぞれ設け、前記測定部と各センサ部は電気的に接続してなることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項３】
前記発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置は測定部に設け、前記各弾性表面波デバイスは前記測定部とは別体のセンサ部にそれぞれ設け、前記測定部とセンサ部は電気的に接続してなることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項４】
センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、
前記特性値信号と前記液体の特性値との相関関係を示す前記弾性表面波デバイスに固有の演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、
前記弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と前記記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて前記液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、
前記発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置をそれぞれ備えた複数の測定部を設け、
その演算式またはテーブルが互いに異なる前記弾性表面波デバイスをそれぞれ備えた前記各測定部とは別体の複数のセンサ部を設け、
該各センサ部は、同センサ部に設けた前記弾性表面波デバイスに対応する前記演算式またはテーブルを記憶している記憶装置が設けられている前記各測定部にそれぞれ電気的に接続してなり、
前記液体の特性値を測定する際に、前記記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから前記液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルを有する前記弾性表面波デバイスからの前記特性値信号を前記マイクロコンピュータに入力するようにしたことを特徴とする弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項５】
前記弾性表面波デバイスは、該弾性表面波デバイスのセンシング面の面積を調整することにより前記各演算式またはテーブルをそれぞれ有するように形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいづれか１項に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項６】
前記センシング面は、圧電基板上に弾性表面波の伝播方向に沿って並設された各一対の櫛歯状の入力電極および出力電極がそれぞれ形成されている入力電極形成領域および出力電極形成領域、ならびにこれら両領域間領域を合わせた領域のうち前記弾性表面波が伝播する領域からなり、
前記入力電極と出力電極の両中心間の距離を調整することにより、弾性表面波デバイスの前記センシング面の面積を調整するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項７】
前記センシング面は、圧電基板上に弾性表面波の伝播方向に沿って並設された各一対の櫛歯状の入力電極および出力電極がそれぞれ形成されている入力電極形成領域および出力電極形成領域、ならびにこれら両領域間領域を合わせた領域のうち前記弾性表面波が伝播する領域からなり、
前記各入力電極の電極指が互いに交差する交差幅と、前記各出力電極の電極指が互いに交差する交差幅とを調整することにより、弾性表面波デバイスの前記センシング面の面積を調整するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【請求項８】
センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、
前記特性値信号と前記液体の特性値との相関関係を示す演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、
前記弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と前記記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて前記液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、
前記センシング面のうち所定領域のみに前記液体が接し、かつ該所定領域の大きさを変更できるように構成し、
前記記憶装置は互いに異なる大きさの前記所定領域に対応する各演算式またはテーブルを記憶してなり、
前記液体の特性値を測定する際に、前記記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから前記液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルに対応する大きさに前記センシング面の所定領域を変更し、この大きさの所定領域に変更された前記弾性表面波デバイスからの前記特性値信号を前記マイクロコンピュータに入力するようにしたことを特徴とする弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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値を検出するための弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置に関する。
【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、発振器１１、Ａ／Ｄ変換器１２、マイクロコンピュータ１３、記憶装置１４及び表示器１５を収納した測定部１０と、弾性表面波装置３０と検波回路２１をケース２２内に液密に封入したセンサ部２０よりなり、測定部１０とセンサ部２０は、可撓性のケーブル２４により接続されている。弾性表面波装置３０のベース３１上面には弾性表面波デバイス４０が設けられており、この弾性表面波デバイス４０のセンシング面４１ａ（図３参照）が開口２３ａから露出されて、測定する液体の中に入れた際にセンシング面４１ａが液体と接するようになっている。
【０００３】
この場合、弾性表面波デバイス４０は、発振器１１からの高周波信号を入力して作動し、センシング面４１ａに接する液体の粘性率などを検出してその検出結果を表す高周波信号を生成し、この信号は検波回路２１により検波され、Ａ／Ｄ変換器１２に入力されてデジタル信号に変換される。マイクロコンピュータ１３はこの変換されたデジタル信号と、このデジタル信号と測定する液体の特性値との相関関係を示す記憶装置１４に記憶されている弾性表面波デバイス４０に固有の演算式またはテーブル（図６のうち入出力電極の中心間距離が６ｍｍのもの参照）とに基づいて液体の特性値を演算し、表示器１５に出力して粘性率などを表示するようになっている。なお、図６においては、特性値が粘性率である場合の特性値信号（電圧信号）と液体の粘性率との相関関係を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した弾性表面波デバイス４０は、図６から明らかなように、特性値が所定値を越えると、特性値（粘性率）の変化に対し特性値信号の変化が極端に小さくなるため、所定値未満の液体の特性値（粘性率）を検出することはできるが、所定値以上の液体の特性値（粘性率）を検出することはできなかった。すなわち、弾性表面波デバイス４０は演算式またはテーブルに対応した固有の検出範囲を有している。したがって、この弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置においては、測定する液体の特性値が弾性表面波デバイス４０の検出範囲を越える場合には、その液体の特性値を測定することはできなかった。この問題に対処するため、弾性表面波デバイス４０の検出範囲をより広くすることが考えられたが、この場合、液体の特性値測定装置の測定範囲は広くすることができるが、その一方で、検出範囲の狭いものと比べて特性値（粘性率）の変化に対する特性値信号の変化量が小さいため、測定範囲内の下の方（特性値の小さい範囲）において測定精度が悪くなるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記各問題に対処するためになされたもので、その目的は、弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、装置全体としてより広い測定範囲を確保し、またその測定範囲内において精度よく液体の特性値を測定することである。
【０００６】
【発明の概要（課題を解決するための手段および発明の作用・効果）】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す弾性表面波デバイスに固有の演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、その演算式またはテーブルが互いに異なる弾性表面波デバイスを複数設け、これら弾性表面波デバイスからの各特性値信号をマイクロコンピュータにそれぞれ入力するように構成し、記憶装置は弾性表面波デバイスに対応する各演算式またはテーブルを記憶してなり、液体の特性値を測定する際に、記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルを有する弾性表面波デバイスからの特性値信号をマイクロコンピュータに入力するようにしたことにある。
【０００７】
これによれば、液体の特性値を測定するにあたって、その特性値が大きい場合には、複数の弾性表面波デバイスのうち検出範囲が広く、かつ液体の特性値に対応するものを選択し、この選択した弾性表面波デバイスを用いて液体の特性値を測定することとなる。また、その特性値が小さい場合には、複数の弾性表面波デバイスのうち検出範囲は狭いものの液体の特性値を精度よく検出するものを選択し、この選択した弾性表面波デバイスを用いて液体の特性値を測定することとなる。したがって、弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置は、装置全体としてより広い測定範囲を確保することができ、またその測定範囲内において精度よく液体の特性値を測定することができる。
【０００８】
本発明においては、発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置は測定部に設け、各弾性表面波デバイスは測定部とは別体の複数のセンサ部にそれぞれ設け、測定部と各センサ部は電気的に接続するようにしてもよい。これによれば、測定する液体内に入れるセンサ部を小型化できるので、測定の際の取り扱いが容易になる。
【０００９】
また本発明においては、発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置は測定部に設け、各弾性表面波デバイスは測定部とは別体のセンサ部にそれぞれ設け、測定部とセンサ部は電気的に接続するようにしてもよい。これによれば、１つのセンサ部を測定する液体に入れるだけで液体の特性値を測定できるので、測定に際してセンサ部をいちいち接続し直す手間を省略することができる。また、余分な部品を省略することができるので、装置自体のコストアップを抑制することができる。
【００１０】
本発明の他の構成上の特徴は、センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す弾性表面波デバイスに固有の演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、発振器、マイクロコンピュータ及び記憶装置をそれぞれ備えた複数の測定部を設け、その演算式またはテーブルが互いに異なる弾性表面波デバイスをそれぞれ備えた各測定部とは別体の複数のセンサ部を設け、該各センサ部は、同センサ部に設けた弾性表面波デバイスに対応する演算式またはテーブルを記憶している記憶装置が設けられている各測定部にそれぞれ電気的に接続してなり、液体の特性値を測定する際に、記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルを有する弾性表面波デバイスからの特性値信号をマイクロコンピュータに入力するようにしたことにある。
【００１１】
これによれば、液体の特性値を測定するにあたって、複数のセンサ部と測定部の組から液体の特性値を検出するのに適したものを選択しそのセンサ部を測定する液体に入れて特性値を測定する。したがって、測定に際してセンサ部をいちいち測定部に接続し直す手間を省略することができる。
【００１２】
本発明の弾性表面波デバイスは、この弾性表面波デバイスのセンシング面の面積を調整することにより各演算式またはテーブルをそれぞれ有するように形成することが好ましい。この場合、センシング面は、圧電基板上に弾性表面波の伝播方向に沿って並設された各一対の櫛歯状の入力電極および出力電極がそれぞれ形成されている入力電極形成領域および出力電極形成領域、ならびにこれら両領域間領域を合わせた領域のうち弾性表面波が伝播する領域からなり、入力電極と出力電極の両中心間の距離を調整することにより、弾性表面波デバイスのセンシング面の面積を調整するようにすればよい。また、センシング面は、圧電基板上に弾性表面波の伝播方向に沿って並設された各一対の櫛歯状の入力電極および出力電極がそれぞれ形成されている入力電極形成領域および出力電極形成領域、ならびにこれら両領域間領域を合わせた領域のうち前記弾性表面波が伝播する領域からなり、各入力電極の電極指が互いに交差する交差幅と、各出力電極の電極指が互いに交差する交差幅とを調整することにより、弾性表面波デバイスのセンシング面の面積を調整するようにすればよい。
【００１３】
これによれば、各弾性表面波デバイスの周波数特性をほとんど異ならせることなく、互いに異なる演算式またはテーブルを有する複数の弾性表面波デバイスを形成することとなる。したがって、周波数特性の違いによる各弾性表面波デバイスの測定誤差が生じるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の他の構成上の特徴は、センシング面を有し発振器からの信号を入力して作動し同センシング面に接する液体の特性値を検出してそれを表す特性値信号を生成する弾性表面波デバイスと、特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す演算式またはテーブルを記憶した記憶装置と、弾性表面波デバイスから入力した特性値信号と記憶装置に記憶されている演算式またはテーブルに基づいて液体の特性値を演算して出力するマイクロコンピュータからなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置において、センシング面のうち所定領域のみに液体が接し、かつこの所定領域の大きさを変更できるように構成し、記憶装置は互いに異なる大きさの所定領域に対応する各演算式またはテーブルを記憶してなり、液体の特性値を測定する際に、記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルに対応する大きさに前記センシング面の所定領域を変更し、この大きさの所定領域に変更された前記弾性表面波デバイスからの特性値信号をマイクロコンピュータに入力するようにしたことにある。
【００１５】
これによれば、弾性表面波デバイスを複数設けることなく、簡単な構成で装置全体としてより広い測定範囲を確保することができ、またその測定範囲内において精度よく液体の特性値を測定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は本発明を適用した特性値測定装置を示す外観図であり、図２は特性値測定装置の構成を示すブロック図である。なおこの実施の形態では、液体の粘性率検出用の特性値検出装置につき説明する。
【００１７】
この特性値測定装置は、液体の粘性率を検知し電気信号に変換して出力する複数（本実施の形態では２つ）のセンサ部２０と、この出力された電気信号を入力し液体の粘性率を演算して表示する測定部１０から構成されている。各センサ部２０は本発明による弾性表面波装置３０および検波回路２１からなり、これらは先端が閉じられた金属製の円筒体２２内に収納されている。測定部１０は、発振器１１、Ａ／Ｄ変換器１２、マイクロコンピュータ１３、記憶装置１４、表示器１５および電源スイッチ１６からなり、発振器１１、Ａ／Ｄ変換器１２およびマイクロコンピュータ１３は箱体１７内に収納され、表示器１５および電源スイッチ１６は箱体１７の正面に設けられている。なお、センサ部２０と測定部１０は可撓性のケーブル２４により接続されている。また、センサ部２０をケーブル２４を介さずに直接測定部１０に取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
各センサ部２０にそれぞれ設けた弾性表面波装置３０は、図３および図４に示すように、金属板製のベース３１の上面に銀ペーストを介して固定された弾性表面波デバイス４０を備えている。弾性表面波デバイス４０は、圧電基板４１上に櫛歯状の正規型電極でそれぞれ構成した入力電極４２および出力電極４３を弾性表面波の伝播方向に沿って並設してなる。なお、圧電基板４１はニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、水晶などの圧電材料で薄い板状に形成されている。
【００１９】
入力電極４２は、１対の櫛歯状の電極から構成されている。具体的には、入力電極４２は、金属製（例えばアルミニウム製）の導電体帯（導電性の薄膜）により形成された第１および第２連結部４２ａ，４２ｂ、並びに複数の第１および第２電極指４２ｃ，４２ｄを備えている。第１および第２連結部４２ａ，４２ｂは、所定距離だけ隔てて互いに平行かつ相対向して弾性表面波の伝播方向（図３において左右方向）に沿って設けられている。複数の第１および第２電極指４２ｃ，４２ｄは、第１および第２連結部４２ａ，４２ｂから直角方向にそれぞれ延設されて互いに交差している。なお、本明細書中にて交差とは、互いに平行な電極指４２ｃ，４２ｄ（または電極指４３ｃ，４３ｄ）がたがいちがいに隣り合っている状態のことをいう。また、第１および第２連結部４２ａ，４２ｂは弾性表面波デバイス４０の左端側に延ばして設けられている。
【００２０】
出力電極４３も、入力電極４２と同様に、１対の櫛歯状の電極から構成され、導電体帯により形成された第１および第２連結部４３ａ，４３ｂ、並びに複数の第１および第２電極指４３ｃ，４３ｄを備えており、入力電極４２と左右対称となるように形成されている。なお、第１および第２連結部４３ａ，４３ｂは弾性表面波デバイス４０の右端側に延ばして設けられている。
【００２１】
また、図３は入出力電極４２，４３を簡略して示しており、実際には、入出力電極４２，４３を構成する各第１および第２電極指４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄは、いわゆるダブル電極により構成されている。すなわち、各第１および第２電極指４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄは各第１及び第２連結部４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂの延設方向に２つに分割された一対の分割電極指によりそれぞれ構成されていて、これら各分割電極指の幅はλ／８に設定されている（λは弾性表面波の波長を表す。）。なお、各第１および第２電極指４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄは、ダブル電極のように分割されていないいわゆるシングル電極により構成されるようにしてもよい。この場合の各分割電極指の幅はλ／４に設定されている。
【００２２】
また、圧電基板４１表面で弾性表面波が伝播する部分のうち入力電極４２が形成されている入力電極領域、出力電極４３が形成されている出力電極領域および両領域の間が、液体に接触するセンシング面４１ａとなる。液体がセンシング面４１ａに接触している場合、センシング面４１ａに接触する液体の粘性および荷重により液体とセンシング面４１ａとの間に摩擦が生じるので、センシング面４１ａの表面部の変位が抑制され、弾性表面波は減衰されて伝播する。したがって、弾性表面波の減衰量と粘性率との相関に基づいて液体の粘性率を検出できるので、センシング面４１ａにより液体の粘性率を検出できる。なお、本明細書において、液体がセンシング面４１ａに接するということは、液体が直接センシング面４１ａに接することだけでなく、例えば、液体が導電膜４６、絶縁層４５などを介してセンシング面４１ａに間接的に接する場合のことも含んでいる。
【００２３】
各センサ部２０の弾性表面波装置３０は、センシング面４１ａの面積が異なる弾性表面波デバイス４０をそれぞれ備えている。すなわち、各弾性表面波デバイス４０は、弾性表面波デバイス４０の入力電極４２と出力電極４３の両中心間の距離が互いに異なるように形成されている。なお、これ以外の構成は互いに同じものとなるように構成されている。具体的には、２つの弾性表面波デバイス４０のうち１つは前述した入力電極４２と出力電極４３の両中心間距離が６ｍｍとなるように形成され、もう１つは４ｍｍとなるように形成されている。これら各弾性表面波デバイス４０に固有の、特性値信号（後述する）と液体の特性値との相関関係を示す各演算式（またはテーブル）を図６に示す。この図６から明らかなように、中心間距離が６ｍｍの弾性表面波デバイス４０に比べて４ｍｍの弾性表面波デバイス４０の方がより広い範囲にて特性値を検出することができる。したがって、測定する液体の特性値を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を選択して、すなわち測定する液体の特性値を検出するのに適した演算式（またはテーブル）を選択して、それを用いて液体の特性値を測定することができる。これによれば、各弾性表面波デバイス４０の周波数特性をほとんど異ならせることなく、互いに異なる演算式（またはテーブル）を有する複数の弾性表面波デバイス４０を形成することとなる。したがって、周波数特性の違いによる各弾性表面波デバイス４０の測定誤差が生じるのを防止することができる。
【００２４】
なお、上述した圧電基板４１上には、入力電極４２と出力電極４３の間に両電極４２，４３との電磁結合を防止するためのアース用の導電膜４４が蒸着されている。なお、この導電膜４４はアルミニウムを蒸着して形成されている。また、導電膜４４は金属製の線材４４ａを介してベース３１に接地されている。
【００２５】
また、圧電基板４１上には、図３および図４に示すように、入力電極４２、出力電極４３および導電膜４４を覆うように絶縁層４５が連続して形成されている。絶縁層４５は絶縁材料（例えば、酸化シリコンＳｉＯ2）からなり、スパッタリングなどにより形成される。また、この絶縁層４５上には、外部から入出力電極４２，４３への電磁気的影響を遮断するための導電膜（例えば、金の膜）４６が蒸着されている。この導電膜４６は金属製の線材４６ａを介してベース３１に接地されている。
【００２６】
ベース３１の両端部には、このベース３１を上下方向に貫通するように絶縁させてそれぞれ固定した各一対の入力端子３２ａ，３２ｂおよび出力端子３３ａ，３３ｂが設けられている。各入出力端子３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、金属製のピンで構成されている。入力電極４２の第１および第２連結部４２ａ，４２ｂの左端部から導出された金属製の各線材３４ａ，３４ｂは、入力端子３２ａ，３２ｂにそれぞれ電気的に接続されている。出力電極４３の第１および第２連結部４３ａ，４３ｂの右端部から導出された金属製の各線材３５ａ，３５ｂは、出力端子３３ａ，３３ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２７】
このように構成した弾性表面波装置３０は、図５に示すように、プリント基板２５の上面に直接取り付けられている。プリント基板２５は、弾性表面波デバイス４０のセンシング面４１ａが円筒体２２の先端部に設けたキャップ２３の開口２３ａ（図１参照）から露出されるように、円筒体２２内に嵌入され取り付けられている。キャップ２３は円筒体２２の先端部に設けた開口２２ａに着脱可能に取り付けられるものであり、本実施の形態においては４本のネジにより取り付けられている。またキャップ２３の裏面には柔らかい弾性部材（例えばゴム部材）２６が取り付けられており、キャップ２３の底部の弾性部材２６を弾性表面波デバイス４０の上面に密着させるようになっている。これにより、円筒体２２と弾性表面波装置３０との隙間は液密に封止されている。
【００２８】
また、測定部１０に設けた発振器１１からの高周波信号はケーブル２４を介して弾性表面波装置３０の入力電極４２に印加され、これにより圧電基板４１に生成された弾性表面波は圧電基板４１の表面（センシング面４１ａ）を伝播して出力電極４３により取り出され、検波回路２１に出力される。
【００２９】
弾性表面波装置３０から出力された高周波信号は、検波回路２１により検波され直流電圧に変換されてケーブル２４を介して測定部１０のＡ／Ｄ変換器１２に入力されデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ１３に入力される。マイクロコンピュータ１３は、Ａ／Ｄ変換器１２からの前記直流電圧を表すデジタル信号を電圧値に換算し、記憶装置１４に予め記憶された電圧値を粘性率に変換するための演算式（またはテーブル）を用いて前記換算した電圧値から粘性率を演算し、演算した粘性率を表示器１５に表示する。
【００３０】
なお、記憶装置１４に記憶されている演算式は弾性表面波デバイス４０から出力される液体の特性値信号（出力電圧）と液体の特性値との相関関係を示すものであり、次のようにして算出したものである。まず粘性率（粘度）の異なる複数の基準液体（例えばＪＩＳ粘度校正用標準液を数種類）を用意する。これら各基準液体に、センサ部２０をそのセンシング面４１ａが接するようにそれぞれ入れ、基準液体毎に弾性表面波デバイス４０の出力電圧を測定して、基準液体の粘性率（粘度）に関する弾性表面波デバイス４０から出力される液体の特性値信号（出力電圧）を示す曲線（図６参照）を作成し、また演算式を算出する。そして、センシング面２１ａの面積が異なる各センサ部２０毎に、曲線を作成し、または演算式を算出し、これら各演算式（各曲線）を記憶装置１４に記憶させる。なお、各粘性率における液体の特性値信号をテーブルとして記憶装置１４に記憶させるようにしてもよい。
【００３１】
次に、上述した液体の特性値測定装置を用いて被測定用の液体の粘性率の測定について説明する。この液体の特性値検出装置は、作業者が電源スイッチ１６（図１参照）を入れ、センシング面４１ａが液体と接するようにセンサ部２０を測定する液体の中に入れて使用する。このとき、粘性率の見当がつく液体を測定する場合には、複数のセンサ部２０のなかからその粘性率を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を備えたセンサ部２０を選択して、それを測定部１０に接続すればよい。弾性表面波装置４０は発振器１１からの高周波信号を入力して作動し、センシング面４１ａに接触する液体の粘性率を測定してその測定結果を表す高周波信号を出力する。この信号は検波回路２１により検波され、Ａ／Ｄ変換器１２によりデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ１３に入力される。そして、マイクロコンピュータ１３はこのデジタル信号の信号値に応じた表示信号を表示器１５に出力して、粘性率の測定結果を表示器１５に表示する。
【００３２】
また、粘性率の見当がつかない液体を測定する場合には、複数のセンサ部２０のうち測定範囲の最も広いものから、あるいは測定範囲の最も狭いものから順番に測定部１０に接続して測定し、その測定結果に基づいて粘性率を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を備えたセンサ部２０を選択するようにしてもよい。
【００３３】
上述した説明から理解できるように、この実施の形態においては、液体の特性値を測定するにあたって、その特性値が大きい場合には、複数の弾性表面波デバイス４０のうち検出範囲が広く、かつ液体の特性値に対応するものを選択し、この選択した弾性表面波デバイス４０を用いて液体の特性値を測定することとなる。また、その特性値が小さい場合には、複数の弾性表面波デバイス４０のうち検出範囲は狭いものの液体の特性値を精度よく検出するものを選択し、この選択した弾性表面波デバイス４０を用いて液体の特性値を測定することとなる。したがって、弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置は、装置全体としてより広い測定範囲を確保することができ、またその測定範囲内において精度よく液体の特性値を測定することができる。また、各弾性表面波デバイス４０の周波数特性をほとんど異ならせることなく、互いに異なる演算式（またはテーブル）を有する複数の弾性表面波デバイス４０を形成することとなる。したがって、周波数特性の違いによる各弾性表面波デバイス４０の測定誤差が生じるのを防止することができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態において、センサ部２０の各弾性表面波デバイス４０は、センシング面４１ａの面積を調整することにより、各弾性表面波デバイス４０に固有の、特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す演算式（またはテーブル）を有するように形成されている。このとき、上述した実施の形態においては、各弾性表面波デバイス４０を、弾性表面波デバイス４０の入力電極４２と出力電極４３の両中心間の距離が互いに異なるように形成することにより、センシング面４１ａの面積を調整するようにしたが、これに代えて、図３に示すように、入力電極４２の各電極指４２ｃ，４２ｄが互いに交差する交差幅と、出力電極４３の各電極指４３ｃ，４３ｄが互いに交差する交差幅とを調整することにより、弾性表面波デバイス４０のセンシング面４１ａの面積を調整するようにしてもよい。
【００３５】
この場合にも、記憶装置１４には、図６に示すような弾性表面波デバイス４０に固有の、特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す各演算式（またはテーブル）が記憶されている。なお、交差幅が長い弾性表面波デバイス４０に比べて交差幅が短い弾性表面波デバイス４０の方がより広い範囲にて特性値を検出することができる。したがって、測定する液体の特性値を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を選択して、すなわち測定する液体の特性値を検出するのに適した演算式（またはテーブル）を選択して、それを用いて液体の特性値を測定することができる。また、前述した記憶装置１４に記憶されている演算式（またはテーブル）は、上述と同様にして算出したものである。すなわち、センシング面２１ａの面積が異なる各センサ部２０毎に、粘性率（粘度）の異なる基準液体毎の弾性表面波デバイス４０の出力電圧を測定して、曲線を作成し、または演算式を算出し、これら各演算式（各曲線）を記憶装置１４に記憶させる。
【００３６】
これによれば、上記同様に各弾性表面波デバイス４０の周波数特性をほとんど異ならせることなく、互いに異なる演算式（またはテーブル）を有する複数の弾性表面波デバイス４０を形成することとなる。したがって、周波数特性の違いによる各弾性表面波デバイス４０の測定誤差が生じるのを防止することができる。
【００３７】
また、上述した実施の形態において、各弾性表面波デバイス４０を測定部１０とは別体の複数のセンサ部２０にそれぞれ設け、液体を測定する際には、これらセンサ部のなかから液体の特性値を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を備えたセンサ部２０を選択してそれを測定部１０に可撓性のケーブル２４を介して接続して測定するようにしたが、これに代えて、すべての弾性表面波デバイス４０を測定部１０とは別体の１つのセンサ部２０に設け、液体を測定する際には、これら弾性表面波デバイス４０のなかから液体の特性値を検出するのに適した弾性表面波デバイス４０を選択して、その弾性表面波デバイス４０からの特性値信号をマイクロコンピュータ１３に入力するようにして測定するようにしてもよい。この場合、円筒体２２は、弾性表面波デバイス４０の数に応じた開口２３ａを設け、弾性表面波デバイス４０の各センシング面４１ａが各開口２３ａから露出されるように構成されている。また、液体の特性値測定装置は、前述のように選択した弾性表面波デバイス４０に対応する上記演算式またはテーブルを選択してそれに基づいて特性値を算出するようになっている。これによっても、上述した発明の作用・効果を得ることができるのに加えて、１つのセンサ部２０を測定する液体に入れるだけで液体の特性値を測定できるので、測定に際してセンサ部２０をいちいち接続し直す手間を省略することができる。また、余分な部品を省略することができるので、装置自体のコストアップを抑制することができる。
【００３８】
また、上述した各実施の形態において、液体の特性値測定装置は、１つの測定部２０と複数のセンサ部２０から構成されたり、１つの測定部１０と１つのセンサ部２０から構成されるようになっていたが、複数の測定部１０と複数のセンサ部２０から構成されるようにしてもよい。この場合、各測定部１０は、上述と同様に発振器１１、Ａ／Ｄ変換器１２、マイクロコンピュータ１３、記憶装置１４および表示器１５を備え、各センサ部２０は、その演算式またはテーブルが互いに異なる弾性表面波デバイス４０を備えている。各センサ部２０は、センサ部２０に設けた弾性表面波デバイス４０に対応する演算式またはテーブルを記憶している記憶装置１４が設けられている各測定部１０にそれぞれ電気的に接続されている。これにより、液体の特性値測定装置は、測定部１０とセンサ部２０からなる複数の組から構成されている。
【００３９】
前記液体の特性値を測定する際に、前記記憶装置に記憶されている複数の演算式またはテーブルのなかから前記液体の特性値を検出するのに適した演算式またはテーブルを選択し、この選択した演算式またはテーブルを有する弾性表面波デバイス４０のセンシング面４１ａを測定する液体に接するようにし、弾性表面波デバイス４０からの前記特性値信号を前記マイクロコンピュータに入力するようにする。
【００４０】
これによれば、液体の特性値を測定するにあたって、センサ部２０と測定部１０の複数の組から液体の特性値を検出するのに適したものを選択しそのセンサ部２０を測定する液体に入れて特性値を測定する。したがって、測定に際してセンサ部２０をいちいち測定部１０に接続し直す手間を省略することができる。
【００４１】
また、上述した実施の形態において、弾性表面波デバイス４０のセンシング面４１ａの面積を調整するようにしていたが、このセンシング面４１ａのうち所定領域のみに液体が接し、かつこの所定領域の大きさを変更できるように構成するようにしてもよい。例えば、円筒体２２に設けたキャップ２３の開口部２３ａの広さを調整するようにすればよい。この場合、開口部２３ａの広さはセンシング面４１ａの面積より小さくなるように設定され、開口部２３ａの広さが液体が接する所定領域となる。また、この所定領域の大きさを変更するためには、開口部２３ａの広さの異なるキャップ２３を複数種類予め用意しておき、これらのなかから必要に応じたもの取り付ければよい。
【００４２】
この場合には、記憶装置１４には、互いに異なる大きさの所定領域に対応する弾性表面波デバイス４０からの特性値信号と液体の特性値との相関関係を示す各演算式（またはテーブル）が記憶されている。なお、所定領域が広いものに比べて所定領域が狭いものの方がより広い範囲にて特性値を検出することができる。したがって、測定する液体の特性値を検出するのに適した広さの所定領域となるようにしてすなわちその広さのキャップ２３を選択して、すなわち測定する液体の特性値を検出するのに適した演算式（またはテーブル）を選択して、それを用いて液体の特性値を測定することができる。また、前述した記憶装置１４に記憶されている演算式（またはテーブル）は、上述と同様にして算出したものである。すなわち、センシング面２１ａの面積が異なる、すなわち異なるキャップ２３を装着した各センサ部２０毎に、粘性率（粘度）の異なる基準液体毎の弾性表面波デバイス４０の出力電圧を測定して、曲線を作成し、または演算式を算出し、これら各演算式（各曲線）を記憶装置１４に記憶させる。
【００４３】
これによれば、弾性表面波デバイス４０を複数設けることなく、簡単な構成で装置全体としてより広い測定範囲を確保することができ、またその測定範囲内において精度よく液体の特性値を測定することができる。
【００４４】
また、上述した実施の形態においては、本発明による弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値測定装置を液体の粘性率を測定するために適用したが、液体の他の特性値、例えば導電率、誘電率を測定するために適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した液体の特性値測定装置の外観図である。
【図２】  図１の特性値測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２の弾性表面波装置を示す平面図である。
【図４】  図３の弾性表面波装置の４−４線に沿った拡大端面図である。
【図５】  図１のセンサ部の先端部の拡大部分断面図である。
【図６】  図２の記憶装置に記憶された弾性表面波デバイスからの特性値信号と特性値との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
１０…測定部、１１…発振器、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…マイクロコンピュータ、１４…記憶装置、１５…表示器、１６…電源スイッチ、１７…箱体、２０…センサ部、２１…検波回路、２２…円筒体、２３…キャップ、２３ａ…開口、２４…ケーブル、２５…プリント基板、２６…弾性部材、３０…弾性表面波装置、３１…ベース、３２ａ，３２ｂ…入力端子、３３ａ，３３ｂ…出力端子、３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，４４ａ，４６ａ…線材、４０…弾性表面波デバイス、４１…圧電基板、４２…入力電極、４３…出力電極、４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ…第１および第２連結部、４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄ…第１および第２電極指、４４，４６…導電膜、４５…絶縁層。
【図１】
0003780197.tif 000002
【図２】
0003780197.tif 000003
【図３】
0003780197.tif 000004
【図４】
0003780197.tif 000005
【図５】
0003780197.tif 000006
【図６】
0003780197.tif 000007