JP2001153782A - Apparatus using surface acoustic wave device for detecting liquid characteristic value - Google Patents
Apparatus using surface acoustic wave device for detecting liquid characteristic valueInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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
性値検出装置、特に温度補償機能を備えたこの種の特性
値検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a characteristic value of a liquid using a surface acoustic wave device for detecting characteristic values of the liquid such as viscosity, conductivity, and dielectric constant of the liquid using the surface acoustic wave. The present invention relates to a detecting device, and more particularly to such a characteristic value detecting device having a temperature compensation function.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３及び図４は、温度補償機能を備えた
この種の特性値検出装置の一例を示している。これは発
振器３、分配器４、入力切換器１２、Ａ／Ｄ変換器１
３、マイクロコンピュータ１４及び表示器１６を収納し
た測定部１と、測定用及び温度補償用の各弾性表面波デ
バイス２５，５並びに２つの検波回路２２，５をケース
２５内に液密に封入したセンサ部２よりなり、測定部１
とセンサ部２は、可撓性のケーブル２７により接続され
ている。両弾性表面波デバイス２１，５は実質的に同一
温度となるように互いに接近してケース２５内に密封さ
れ、測定用弾性表面波デバイス２１のセンシング面２１
ｄ（図３参照）だけが開口２６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２１ｄだけが液体
と接し、また温度補償用弾性表面波デバイス５のセンシ
ング面はケース２５内の密閉された空間と接するように
なっている。2. Description of the Related Art FIGS. 3 and 4 show an example of such a characteristic value detecting device having a temperature compensation function. This includes an oscillator 3, a distributor 4, an input switch 12, an A / D converter 1
3. The measuring section 1 containing the microcomputer 14 and the display 16, the surface acoustic wave devices 25 and 5 for measurement and temperature compensation, and the two detection circuits 22 and 5 are sealed in a case 25 in a liquid-tight manner. Measuring unit 1 consisting of sensor unit 2
And the sensor unit 2 are connected by a flexible cable 27. The surface acoustic wave devices 21 and 5 are close to each other so as to have substantially the same temperature and are sealed in the case 25, and the sensing surface 21 of the surface acoustic wave device 21 for measurement.
Only d (see FIG. 3) is exposed from the opening 26, and only the sensing surface 21d comes into contact with the liquid when it is put into the liquid to be measured. The sensing surface of the surface acoustic wave device 5 for temperature compensation is inside the case 25. It comes in contact with the enclosed space of the.
【０００３】図４に示すもの以前に使用されていた温度
補償機能を備えていない特性値検出装置では、温度補償
用弾性表面波デバイス５、検波回路６、分配器４及び入
力切換器１２を備えていなかった。この場合、測定用弾
性表面波デバイス２１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２１ｄ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２２により検波され、Ａ／
Ｄ変換器１３に入力されてデジタル信号に変換され、マ
イクロコンピュータ１４はこのデジタル信号に基づいて
液体の特性値を演算し、表示器１６に出力して粘性率な
どを表示する。しかしながら一般的に弾性表面波デバイ
ス２１は、温度変化に伴い出力特性が変化するという性
質があるので、弾性表面波デバイス２１の環境温度の変
化により、表示される粘性率などに誤差を生じるという
問題があった。A characteristic value detecting device having no temperature compensation function used before the one shown in FIG. 4 is provided with a surface acoustic wave device 5 for temperature compensation, a detection circuit 6, a distributor 4, and an input switch 12. I didn't. In this case, the measurement surface acoustic wave device 21 operates by inputting a high-frequency signal from the oscillator 11, detects a viscosity of a liquid in contact with the sensing surface 21d, and generates a high-frequency signal representing the detection result. This signal is detected by the detection circuit 22 and A / A
The digital signal is input to the D converter 13 and converted into a digital signal. The microcomputer 14 calculates the characteristic value of the liquid based on the digital signal, and outputs it to the display 16 to display the viscosity and the like. However, in general, the surface acoustic wave device 21 has a property that its output characteristics change with a change in temperature. Therefore, there is a problem that an error occurs in the displayed viscosity or the like due to a change in the environmental temperature of the surface acoustic wave device 21. was there.
【０００４】この問題を解決するために、図４に示す弾
性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置では、
温度補償用弾性表面波デバイス５、検波回路６、分配器
４及び入力切換器１２を設けている。このものでは、発
振器３からの高周波信号は分配器４により均等に分配さ
れて測定用及び温度補償用の各弾性表面波デバイス２
１，５に入力され、測定用弾性表面波デバイス２１はセ
ンシング面２１ｄ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、温度補償用弾
性表面波デバイス５は前記液体の粘性率の影響を受けな
い高周波信号を生成する。環境温度の変化によるこの両
弾性表面波デバイス２１，５の出力特性の変化は同一で
ある。この両高周波信号はそれぞれ検波回路２２，６に
より検波され、入力切換器１２により交互にＡ／Ｄ変換
器１３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１４に入力される。マイクロコンピュータ１
４は交互に入力される各弾性表面波デバイス２１，５か
らの検波されてデジタル化された信号の差分に基づいて
液体の粘性率などを演算し、表示器１６に出力して粘性
率などを表示する。この差分を用いることにより、測定
用弾性表面波デバイス２１により検出された粘性率など
は表示器１６に表示され、一方両弾性表面波デバイス２
１，５の温度変化に対する出力特性が同一であれば温度
変化による誤差は相殺されて除去される。In order to solve this problem, a liquid characteristic value detecting apparatus using a surface acoustic wave device shown in FIG.
A surface acoustic wave device for temperature compensation 5, a detection circuit 6, a distributor 4, and an input switch 12 are provided. In this device, a high-frequency signal from an oscillator 3 is equally distributed by a distributor 4 so that each of the surface acoustic wave devices 2 for measurement and temperature compensation can be used.
The surface acoustic wave device 21 for measurement detects the viscosity of the liquid in contact with the sensing surface 21d and generates a high-frequency signal representing the detection result, and the surface acoustic wave device 5 for temperature compensation is Generates a high-frequency signal that is not affected by the viscosity of the liquid. The change in the output characteristics of the surface acoustic wave devices 21 and 5 due to the change in the environmental temperature is the same. These two high-frequency signals are detected by the detection circuits 22 and 6, respectively, and are alternately input to the A / D converter 13 by the input switch 12, converted into digital signals, and input to the microcomputer 14. Microcomputer 1
Numeral 4 calculates the viscosity of the liquid based on the difference between the detected and digitized signals from the surface acoustic wave devices 21 and 5 which are alternately input, and outputs the calculated viscosity to the display 16 to calculate the viscosity. indicate. By using this difference, the viscosity and the like detected by the surface acoustic wave device 21 for measurement are displayed on the display 16 while the surface acoustic wave devices 2
If the output characteristics for the temperature changes 1 and 5 are the same, the error due to the temperature change is canceled out and removed.
【０００５】図４では、発振器３からの高周波信号を分
配器４により均等に分配して両弾性表面波デバイス２
１，５に入力するようにしたが、二点鎖線に示すように
発振器３と同一特性の発振器７を追加して分配器４を除
去し、各発振器３，７からの高周波出力をそれぞれ測定
用弾性表面波デバイス２１と温度補償用弾性表面波デバ
イス５に入力するようにしてもよい。なお、マイクロコ
ンピュータ１３の出力先は表示器に限らず、粘性率など
の検出結果を必要とする機器とすることもある。In FIG. 4, a high-frequency signal from an oscillator 3 is equally distributed by a distributor 4 so that the two surface acoustic wave devices 2
1 and 5, but the oscillator 4 having the same characteristics as the oscillator 3 is added and the distributor 4 is removed as shown by the two-dot chain line, and the high-frequency output from each of the oscillators 3 and 7 is measured. The input may be made to the surface acoustic wave device 21 and the surface acoustic wave device 5 for temperature compensation. Note that the output destination of the microcomputer 13 is not limited to the display, but may be a device that requires a detection result such as a viscosity.
【０００６】しかしながら、図４に示す技術では各特性
が実質的に同一の２個の弾性表面波デバイス２１，５を
必要とするが、このような２個の弾性表面波デバイス２
１，５を得ることは事実上困難であるので充分な温度補
償が得られないのに加え、温度補償用の弾性表面波デバ
イス５と分配器４を新たに必要とするので相当なコスト
アップになるという問題がある。また同一特性の発振器
７を追加して分配器４を除去する場合には、振幅や周波
数などの特性が同一の発振器を得ることは必ずしも容易
ではないのでやはり充分な温度補償は得られず、また前
記同様相当なコストアップになるという問題がある。However, the technique shown in FIG. 4 requires two surface acoustic wave devices 21 and 5 having substantially the same characteristics, but the two surface acoustic wave devices 2 and 5 have the same characteristics.
Since it is practically difficult to obtain 1,5, a sufficient temperature compensation cannot be obtained. In addition, since a surface acoustic wave device 5 and a distributor 4 for temperature compensation are newly required, the cost is considerably increased. Problem. When the oscillator 4 having the same characteristics is added and the distributor 4 is removed, it is not always easy to obtain an oscillator having the same characteristics such as amplitude and frequency, so that sufficient temperature compensation cannot be obtained. As described above, there is a problem that the cost is considerably increased.
【０００７】本発明はこのような各問題を解決して、大
きなコストアップを伴うことなく、弾性表面波デバイス
を用いた液体の特性値検出装置の温度補償機能を向上さ
せて正確な粘性率が得られるようにすることを目的とす
る。The present invention solves each of these problems and improves the temperature compensation function of a liquid characteristic value detecting apparatus using a surface acoustic wave device without increasing the cost. It is intended to be obtained.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】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検出装置は、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、この特性値信号
を入力しそれ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を備えてなる弾性表面波デバイ
スを用いた液体の特性値検出装置において、弾性表面波
デバイスの温度を検出して温度信号を生成する温度セン
サと、弾性表面波デバイスで生成される特性値信号の温
度補償を行うためのテーブルまたは演算式を記憶する記
憶装置を更に備え、マイクロコンピュータは弾性表面波
デバイスから入力された特性値信号と、温度センサから
入力された温度信号と、記憶装置に記憶されたテーブル
または演算式に基づいて温度補償された最終特性値信号
を演算して出力することを特徴とするものである。弾性
表面波デバイスにより検出されて生成されたセンシング
面に接する液体の特性値信号は、このように温度補償す
ることにより、温度変化に伴う弾性表面波デバイスの出
力特性の変化による誤差が除去された最終特性値信号に
演算されて出力される。A liquid characteristic value detecting apparatus using a surface acoustic wave device according to the present invention has a sensing surface and operates by inputting a signal from an oscillator to operate the characteristic value of the liquid in contact with the sensing surface. Surface acoustic wave device that detects a value and generates a characteristic value signal representing the value, and a surface acoustic wave device that receives the characteristic value signal, calculates a characteristic value of a liquid based on the signal, and outputs the calculated value In a liquid characteristic value detection device using a, a temperature sensor that detects the temperature of the surface acoustic wave device and generates a temperature signal, and a table or a table for performing temperature compensation of the characteristic value signal generated by the surface acoustic wave device The microcomputer further includes a storage device for storing the arithmetic expression, wherein the microcomputer has a characteristic value signal input from the surface acoustic wave device and a temperature signal input from the temperature sensor. When, it is characterized in that the calculating and outputting a final characteristic value signal with temperature compensation based on the stored table or calculation formula in the storage device. The characteristic value signal of the liquid in contact with the sensing surface, which is detected and generated by the surface acoustic wave device, is temperature-compensated in this manner, thereby removing an error due to a change in the output characteristic of the surface acoustic wave device due to a temperature change. The final characteristic value signal is calculated and output.
【０００９】前項の発明は、発振器、マイクロコンピュ
ータ及び記憶装置を測定部に設け、弾性表面波デバイス
及び温度センサを測定部とは別体のセンサ部に設け、測
定部とセンサ部は可撓性のケーブルにより接続すること
が好ましい。According to the invention of the preceding paragraph, the oscillator, the microcomputer and the storage device are provided in the measuring section, the surface acoustic wave device and the temperature sensor are provided in the sensor section separate from the measuring section, and the measuring section and the sensor section are flexible. It is preferable to connect with the cable.
【００１０】また前項の発明は、弾性表面波デバイスか
ら入力される特性値信号と、温度センサから入力される
温度信号を選択的にマイクロコンピュータに入力する入
力切換器を測定部に設けることが好ましい。In the above invention, it is preferable that an input switch for selectively inputting the characteristic value signal input from the surface acoustic wave device and the temperature signal input from the temperature sensor to the microcomputer is provided in the measuring unit. .
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に図１〜図３により、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検出装
置の実施の形態の説明をする。主として図１及び図８に
示すように、この実施の形態による液体の特性値検出装
置は、発振器１１、入力切換器１２、Ａ／Ｄ変換器１
３、マイクロコンピュータ１４、記憶装置１５及び表示
器１６を収納した測定部１０と、弾性表面波デバイス２
１、検波回路２２及び温度センサ２３をケース２５内に
収納したセンサ部２０よりなり、測定部１０とセンサ部
２０は、可撓性のケーブル２７により接続されている。
なおこの実施の形態の特性値検出装置は、液体の粘性率
検出用のものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a liquid characteristic value detecting apparatus using a surface acoustic wave device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As mainly shown in FIGS. 1 and 8, the liquid characteristic value detecting device according to this embodiment includes an oscillator 11, an input switch 12, an A / D converter 1.
3, a measuring unit 10 containing a microcomputer 14, a storage device 15, and a display 16, and a surface acoustic wave device 2.
1. The sensor unit 20 includes a detection circuit 22 and a temperature sensor 23 housed in a case 25. The measurement unit 10 and the sensor unit 20 are connected by a flexible cable 27.
The characteristic value detecting device of this embodiment is for detecting the viscosity of a liquid.
【００１２】センサ部２０に設ける弾性表面波デバイス
２１は、図２に示すように、圧電基板２１ａとその表面
の両端部に形成された各１対の入力側櫛状電極２１ｂ及
び出力側櫛状電極２１ｃにより構成されている。発振器
１１からの高周波信号はケーブル２７を介して各入力側
櫛状電極２１ｂに印加され、これにより圧電基板２１ａ
に生成された弾性表面波は各電極２１ｂ，２１ｂが形成
された圧電基板２１ａの表面を伝播して出力側櫛状電極
２１ｃによりピックアップされ、検波回路２２に出力さ
れる。この両電極２１ｂ，２１ｂ間となる圧電基板２１
ａの表面が、測定される液体と接するセンシング面２１
ｄとなる。このセンシング面２１ｄを伝搬する弾性表面
波はこれに接する液体の粘性による抵抗を受けるので粘
性率に応じて振幅が減衰し、出力側櫛状電極２１ｃによ
りピックアップされて粘性率に応じた出力を生じる。こ
れによりセンシング面２１ｄと接する液体の粘性率が検
出される。センシング面２１ｄを伝搬する弾性表面波が
これに接する液体により受ける影響は、振幅だけではな
く、周波数や位相なども影響を受け、これにより粘性率
以外の液体の各種の特性値を検出することもできる。As shown in FIG. 2, the surface acoustic wave device 21 provided in the sensor section 20 includes a piezoelectric substrate 21a and a pair of input-side comb electrodes 21b and output-side comb electrodes 21b formed at both ends of the surface thereof. It is composed of an electrode 21c. A high-frequency signal from the oscillator 11 is applied to each input-side comb-like electrode 21b via a cable 27, and thereby the piezoelectric substrate 21a
The surface acoustic wave generated on the substrate propagates on the surface of the piezoelectric substrate 21a on which the electrodes 21b and 21b are formed, is picked up by the output comb electrode 21c, and output to the detection circuit 22. The piezoelectric substrate 21 between the electrodes 21b, 21b
sensing surface 21 where the surface of a is in contact with the liquid to be measured
d. Since the surface acoustic wave propagating on the sensing surface 21d receives resistance due to the viscosity of the liquid in contact with the surface, the amplitude of the surface acoustic wave is attenuated in accordance with the viscosity, and is picked up by the output comb-like electrode 21c to generate an output in accordance with the viscosity. . Thereby, the viscosity of the liquid in contact with the sensing surface 21d is detected. The effect of the surface acoustic wave propagating on the sensing surface 21d by the liquid in contact therewith is not only affected by the amplitude, but also by the frequency and phase, etc., thereby making it possible to detect various characteristic values of the liquid other than the viscosity. it can.
【００１３】この弾性表面波デバイス２１は、円筒状の
金属製ケース２５内に液密に封入され、センシング面２
１ｄだけがケース２５に形成した開口２６から露出され
ている。またケース２５内には、例えばサーミスタを使
用した温度センサ２３が弾性表面波デバイス２１に接近
して液密に封入され、検波回路２２も液密に封入されて
いる。The surface acoustic wave device 21 is sealed in a liquid-tight manner in a cylindrical metal case 25 and has a sensing surface 2.
Only 1d is exposed from the opening 26 formed in the case 25. In the case 25, for example, a temperature sensor 23 using a thermistor approaches the surface acoustic wave device 21 and is sealed in a liquid-tight manner, and the detection circuit 22 is also sealed in a liquid-tight manner.
【００１４】入力切換器１２は、マイクロコンピュータ
１４からの指令により、弾性表面波デバイス２１から検
波回路２２を介して与えられる特性値信号Ｅ1 と、温度
センサ２３からの温度信号Ｔとを交互にＡ／Ｄ変換器１
３に伝達する。マイクロコンピュータ１４は、デジタル
化された特性値信号Ｅ1 と温度信号Ｔを入力し、これら
と記憶装置１５に記憶された温度補償用テーブル（後
述）に基づいて弾性表面波デバイス２１からの特性値信
号Ｅ1 を温度補償された最終特性値信号Ｅ2 に演算し、
これを表示器１４に出力して表示させる。An input switch 12 alternately outputs a characteristic value signal E 1 provided from a surface acoustic wave device 21 via a detection circuit 22 and a temperature signal T from a temperature sensor 23 in response to a command from the microcomputer 14. / D converter 1
3 The microcomputer 14 receives the digitized characteristic value signal E1 and the temperature signal T, and receives the characteristic value signal from the surface acoustic wave device 21 based on these and a temperature compensation table (described later) stored in the storage device 15. E1 is calculated as a temperature-compensated final characteristic value signal E2,
This is output to the display 14 and displayed.
【００１５】記憶装置１５に記憶される温度補償用テー
ブルは、弾性表面波デバイス２１から出力されて検波回
路２２により検波された特性値信号（電圧）Ｅ1 の温度
に対する補正係数ａであり、次のようにして作成したも
のである。先ず、測定温度範囲の中心温度Ｈ0 （例えば
２０℃）とした複数種類の粘性率校正用標準液に、セン
サ部２０をそのセンシング面２１ｄが接するように順次
入れて、その温度Ｈ0における「信号電圧Ｅ1 −粘性
率」特性曲線を、作成する。これと同時に、各信号電圧
Ｅ1 に対し表示器１６に表示される粘性率が上記特性曲
線の粘性率となるようにマイクロコンピュータ１４の出
力特性を設定する。次にＨ0 と異なる温度Ｈ1 （例えば
２１℃）における「信号電圧Ｅ1 −粘性率」特性曲線
を、同様にして作成して中心温度Ｈ0 における「信号電
圧Ｅ1 −粘性率」特性曲線と比較する。弾性表面波デバ
イス２１の出力特性は温度変化に伴い変化するので、同
一粘性率に対する両特性曲線の信号電圧Ｅ1 の値は一致
しないが、Ｈ0 の場合の信号電圧Ｅ1 の値に対する、Ｈ
1 の場合の信号電圧Ｅ1 の値の比率を温度Ｈ1 における
補正係数ａとする。同様にして、測定温度範囲全体の各
温度における各補正係数ａを定め、これを温度補償用テ
ーブル（単にテーブルという）として記憶装置１５に記
憶させる。The temperature compensation table stored in the storage device 15 is a correction coefficient a for the temperature of the characteristic value signal (voltage) E1 output from the surface acoustic wave device 21 and detected by the detection circuit 22. It was created in this way. First, the sensor unit 20 is sequentially put into a plurality of types of standard solutions for viscosity correction at the center temperature H0 (for example, 20 ° C.) of the measurement temperature range so that the sensing surface 21d is in contact with the standard solution. An E1-viscosity characteristic curve is created. At the same time, the output characteristics of the microcomputer 14 are set so that the viscosity displayed on the display 16 for each signal voltage E1 becomes the viscosity of the characteristic curve. Next, a "signal voltage E1 -viscosity" characteristic curve at a temperature H1 (e.g., 21 DEG C.) different from H0 is created in the same manner and compared with a "signal voltage E1 -viscosity coefficient" characteristic curve at the center temperature H0. Since the output characteristics of the surface acoustic wave device 21 change with changes in temperature, the values of the signal voltage E1 of the two characteristic curves for the same viscosity are not the same.
The ratio of the value of the signal voltage E1 in the case of 1 is defined as the correction coefficient a at the temperature H1. Similarly, each correction coefficient a at each temperature in the entire measurement temperature range is determined, and this is stored in the storage device 15 as a temperature compensation table (hereinafter simply referred to as a table).
【００１６】このテーブルは個々の特性値検出装置毎に
作成することが好ましく、これにより出力特性の機差を
なくすことができる。しかし温度に対する補正係数ａの
特性曲線の傾斜にはあまり機差がないので、上述した中
心温度Ｈ0 におけるマイクロコンピュータ１４の出力特
性の設定のみを行い、テーブルは同一のものを使用して
も実質的に出力特性の機差をなくすことができる。なお
センシング面２１ｄは測定される液体に直接接触させる
必要はなく、適当な保護膜を介して接触させるようにし
てもよい。This table is preferably created for each characteristic value detecting device, so that the difference in output characteristics can be eliminated. However, there is not much difference in the slope of the characteristic curve of the correction coefficient a with respect to the temperature. Therefore, only the output characteristics of the microcomputer 14 at the center temperature H0 described above are set, and even if the same table is used, the table is substantially used. In addition, it is possible to eliminate the difference in output characteristics. Note that the sensing surface 21d does not need to be in direct contact with the liquid to be measured, and may be in contact with an appropriate protective film.
【００１７】この液体の特性値検出装置は、電源スイッ
チ１５（図３参照）を入れ、センシング面２１ｄだけが
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。弾性表面波デバイス２１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２１
ｄに接する液体の粘性率を検出してその検出結果を表す
高周波信号を出力する。この信号は検波回路２２により
検波され、特性値信号（電圧）Ｅ1 となって入力切換器
１２に出力される。また温度センサ２３により検出され
た弾性表面波デバイス２１の温度は温度信号Ｔとなって
入力切換器１２に出力される。In this liquid characteristic value detecting device, the power switch 15 (see FIG. 3) is turned on, and the sensor unit 20 is put into the liquid to be measured so that only the sensing surface 21d contacts the liquid. The surface acoustic wave device 21 includes the oscillator 11
It operates by inputting a high frequency signal from the sensing surface 21.
It detects the viscosity of the liquid in contact with d and outputs a high-frequency signal representing the detection result. This signal is detected by the detection circuit 22 and output to the input switch 12 as a characteristic value signal (voltage) E1. The temperature of the surface acoustic wave device 21 detected by the temperature sensor 23 is output to the input switch 12 as a temperature signal T.
【００１８】入力切換器１２は、マイクロコンピュータ
１４からの指令を受けて、特性値信号Ｅ1 と温度信号Ｔ
を交互にＡ／Ｄ変換器１３に出力し、各信号Ｅ1,Ｔはそ
れぞれデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ
１４に入力される。そしてマイクロコンピュータ１４
は、入力切換器１２及びＡ／Ｄ変換器１３を介して温度
センサ２３から入力された温度信号Ｔと、上述のように
記憶装置１５に記憶されたテーブルにより補正係数ａを
演算し、次に検波回路２２、入力切換器１２及びＡ／Ｄ
変換器１３を介して弾性表面波デバイス２１から入力さ
れた特性値信号Ｅ1 にこの補正係数ａを乗じて、温度変
化に伴う弾性表面波デバイス２１の出力特性の変化によ
る誤差が除去された最終特性値信号Ｅ2 を演算し、前述
のようにして設定されたマイクロコンピュータ１４の出
力特性に基づいて表示器１６に粘性率を表示させる。The input switch 12 receives a command from the microcomputer 14 and receives a characteristic value signal E1 and a temperature signal T1.
Are alternately output to the A / D converter 13, and the signals E 1 and T are converted into digital signals and input to the microcomputer 14. And the microcomputer 14
Calculates the correction coefficient a from the temperature signal T input from the temperature sensor 23 via the input switch 12 and the A / D converter 13 and the table stored in the storage device 15 as described above. Detection circuit 22, input switch 12, and A / D
The characteristic value signal E1 input from the surface acoustic wave device 21 through the converter 13 is multiplied by the correction coefficient a to obtain a final characteristic in which an error due to a change in the output characteristic of the surface acoustic wave device 21 due to a temperature change is removed. The value signal E2 is calculated, and the viscosity is displayed on the display 16 based on the output characteristics of the microcomputer 14 set as described above.
【００１９】上述した実施の形態によれば、温度変化に
伴う弾性表面波デバイス２１の出力特性の変化による誤
差が除去されるので、正確な粘性率を表示器１６に表示
させることができる。しかもこの実施の形態で使用する
温度センサ２３は、図４で示す従来使用されていた温度
補償用弾性表面波デバイス５に比して安価かつ小型であ
るので、製造コストは低下され、装置は小型化される。According to the above-described embodiment, since an error due to a change in the output characteristics of the surface acoustic wave device 21 due to a temperature change is removed, an accurate viscosity can be displayed on the display 16. In addition, the temperature sensor 23 used in this embodiment is inexpensive and small in size as compared with the conventionally used surface acoustic wave device 5 for temperature compensation shown in FIG. Be transformed into
【００２０】またこの実施の形態では、弾性表面波デバ
イス２１、検波回路２２及び温度センサ２３を、測定部
１０とは別体のセンサ部２０のケース２５内に設けて可
撓性のケーブル２７により接続しており、これにより測
定する液体内に入れるセンサ部２０を小型化できるの
で、測定の際の取り扱いが容易になる。なお、弾性表面
波デバイス２１から入力される特性値信号Ｅ1 と、温度
センサ２３から入力される温度信号Ｔを切り換えて共通
のＡ／Ｄ変換器１３に入力するようにしているのでＡ／
Ｄ変換器は１個で足り、これによっても特性値検出装置
は簡略化される。Further, in this embodiment, the surface acoustic wave device 21, the detection circuit 22, and the temperature sensor 23 are provided in the case 25 of the sensor unit 20 separate from the measuring unit 10, and the flexible cable 27 is used. Since the sensor unit 20 is connected and the sensor unit 20 to be put in the liquid to be measured can be miniaturized, the handling at the time of measurement becomes easy. Since the characteristic value signal E1 input from the surface acoustic wave device 21 and the temperature signal T input from the temperature sensor 23 are switched and input to the common A / D converter 13, A / D
Only one D converter is required, which also simplifies the characteristic value detecting device.
【００２１】上記実施の形態では、センシング面２１ｄ
に接する液体の特性値は、弾性表面波デバイス２１から
の高周波出力を検波回路２２により検波整流して得られ
る信号電圧Ｅ1 として取り出したが、弾性表面波デバイ
ス２１は周波数や位相などとして特性値信号Ｅ1 を取り
出すこともでき、本発明はそのような場合にも適用する
ことができる。また、上記各実施の形態では、マイクロ
コンピュータ１３の出力先は表示器１４としたが、本発
明はこれに限らず、粘性率などの検出結果を必要とする
任意の機器をマイクロコンピュータ１３の出力先として
実施することも可能である。In the above embodiment, the sensing surface 21d
The characteristic value of the liquid in contact with is extracted as a signal voltage E1 obtained by detecting and rectifying the high-frequency output from the surface acoustic wave device 21 by the detection circuit 22. E1 can also be extracted, and the present invention can be applied to such a case. In each of the above embodiments, the output destination of the microcomputer 13 is the display unit 14. However, the present invention is not limited to this, and any device that requires a detection result such as a viscosity is output from the microcomputer 13. It is also possible to implement it first.
【００２２】また本発明は、上記実施の形態のようなテ
ーブルの代わりに温度信号Ｔから補正係数ａを算出する
演算式を記憶装置１５に記憶させ、この演算式と温度セ
ンサ２３からの温度信号Ｔにより補正係数ａを演算する
ようにして実施することもできる。Further, according to the present invention, an arithmetic expression for calculating the correction coefficient a from the temperature signal T is stored in the storage device 15 in place of the table as in the above embodiment, and the arithmetic expression and the temperature signal from the temperature sensor 23 are stored. The correction coefficient a can be calculated by using T.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、弾性表面波デバイスに
より検出された特性値信号は温度変化に伴う出力特性の
変化による誤差が除去された最終特性値信号に演算され
て出力されるので、弾性表面波デバイスを用いた液体の
特性値検出装置の温度補償機能を大幅に向上させて正確
な特性値を得ることができる。しかもそのために使用す
る温度センサは、従来使用されていた温度補償用弾性表
面波デバイスに比して安価かつ小型であるので、製造コ
ストを低下させると共に装置を小型化することができ
る。According to the present invention, the characteristic value signal detected by the surface acoustic wave device is calculated and output as the final characteristic value signal from which the error due to the change in the output characteristic due to the temperature change is output. An accurate characteristic value can be obtained by greatly improving the temperature compensation function of the liquid characteristic value detecting device using the surface acoustic wave device. Moreover, the temperature sensor used for that purpose is inexpensive and small in size as compared with the conventionally used surface acoustic wave device for temperature compensation, so that the manufacturing cost can be reduced and the device can be downsized.
【００２４】前項の発明において、発振器、マイクロコ
ンピュータ及び記憶装置を測定部に設け、弾性表面波デ
バイス及び温度センサを測定部とは別体のセンサ部に設
け、測定部とセンサ部は可撓性のケーブルにより接続し
たものによれば、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。In the above invention, the oscillator, the microcomputer and the storage device are provided in the measuring section, the surface acoustic wave device and the temperature sensor are provided in the sensor section separate from the measuring section, and the measuring section and the sensor section are flexible. According to the cable connected by the above cable, the size of the sensor unit to be put in the liquid to be measured can be reduced, so that the handling at the time of measurement becomes easy.
【００２５】また前項の発明において、弾性表面波デバ
イスから入力される特性値信号と、温度センサから入力
される温度信号を選択的にマイクロコンピュータに入力
する入力切換器を測定部に設けたものによれば、各信号
をマイクロコンピュータに入力するために必要な部材を
共通化させて装置を簡略化することができる。In the invention according to the above-mentioned aspect, an input switch for selectively inputting the characteristic value signal input from the surface acoustic wave device and the temperature signal input from the temperature sensor to the microcomputer is provided in the measuring unit. According to this, the components necessary for inputting each signal to the microcomputer can be shared, and the device can be simplified.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明による弾性表面波デバイスを用いた液
体の特性値検出装置の一実施形態の構成を示すブロック
図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a liquid characteristic value detecting device using a surface acoustic wave device according to the present invention.
【図２】 図１に示す実施形態の弾性表面波デバイスの
１例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of the surface acoustic wave device according to the embodiment shown in FIG.
【図３】 弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検
出装置の１例を示す外観図である。FIG. 3 is an external view showing an example of a liquid characteristic value detecting device using a surface acoustic wave device.
【図４】 従来技術による弾性表面波デバイスを用いた
液体の特性値検出装置の１例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of a liquid characteristic value detecting device using a surface acoustic wave device according to the related art.
１０…測定部、１１…測定部、１２…入力切換器、１４
…マイクロコンピュータ、１５…記憶装置、２０…セン
サ部、２１…弾性表面波デバイス、２１ｄ…センシング
面、２３…温度センサ、２７…ケーブル。10 measuring unit, 11 measuring unit, 12 input switcher, 14
... Microcomputer, 15 storage device, 20 sensor unit, 21 surface acoustic wave device, 21d sensing surface, 23 temperature sensor, 27 cable.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 一行 愛知県名古屋市昭和区白金２丁目７番11号 マルヤス工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 初 愛知県名古屋市昭和区白金２丁目７番11号 マルヤス工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuyuki Takehara 2-7-11, Shirokane, Showa-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Inside Maruyasu Kogyo Co., Ltd. 11 Maruyasu Industrial Co., Ltd.
Claims (3)
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、この特性値信号を入力しそれに基づいて前記
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
を備えてなる弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値
検出装置において、前記弾性表面波デバイスの温度を検
出して温度信号を生成する温度センサと、前記弾性表面
波デバイスで生成される前記特性値信号の温度補償を行
うためのテーブルまたは演算式を記憶する記憶装置を更
に備え、前記マイクロコンピュータは前記弾性表面波デ
バイスから入力された前記特性値信号と、前記温度セン
サから入力された前記温度信号と、前記記憶装置に記憶
された前記テーブルまたは演算式に基づいて温度補償さ
れた最終特性値信号を演算して出力することを特徴とす
る弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置。1. A surface acoustic wave device that has a sensing surface, operates by receiving a signal from an oscillator, detects a characteristic value of a liquid in contact with the sensing surface, and generates a characteristic value signal representing the characteristic value. In a liquid characteristic value detecting apparatus using a surface acoustic wave device comprising a microcomputer which inputs a value signal and calculates and outputs the characteristic value of the liquid based on the signal, the temperature of the surface acoustic wave device is detected. A temperature sensor that generates a temperature signal by using the surface acoustic wave device, and a storage device that stores a table or an arithmetic expression for performing temperature compensation of the characteristic value signal generated by the surface acoustic wave device. The characteristic value signal input from the wave device, the temperature signal input from the temperature sensor, and the table stored in the storage device Alternatively, a liquid characteristic value detecting device using a surface acoustic wave device, which calculates and outputs a temperature-compensated final characteristic value signal based on an arithmetic expression.
記憶装置は測定部に設け、前記弾性表面波デバイス及び
温度センサは前記測定部とは別体のセンサ部に設け、前
記測定部とセンサ部は可撓性のケーブルにより接続して
なる請求項１に記載の弾性表面波デバイスを用いた液体
の特性値検出装置。2. The oscillator, the microcomputer, and the storage device are provided in a measurement unit, the surface acoustic wave device and the temperature sensor are provided in a sensor unit separate from the measurement unit, and the measurement unit and the sensor unit are flexible. 2. A liquid characteristic value detection apparatus using the surface acoustic wave device according to claim 1, wherein the liquid characteristic value detection apparatus is connected by a cable having a characteristic property.
前記特性値信号と、前記温度センサから入力される前記
温度信号を選択的に前記マイクロコンピュータに入力す
る入力切換器を前記測定部に設けてなる請求項２に記載
の弾性表面波デバイスを用いた液体の特性値検出装置。3. An input switch for selectively inputting the characteristic value signal input from the surface acoustic wave device and the temperature signal input from the temperature sensor to the microcomputer is provided in the measurement unit. An apparatus for detecting a characteristic value of a liquid using the surface acoustic wave device according to claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33824799A JP2001153782A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Apparatus using surface acoustic wave device for detecting liquid characteristic value |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP33824799A JP2001153782A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Apparatus using surface acoustic wave device for detecting liquid characteristic value |
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ID=18316322
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| JP33824799A Pending JP2001153782A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Apparatus using surface acoustic wave device for detecting liquid characteristic value |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001153782A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8250908B2 (en) | 2008-08-14 | 2012-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wave sensor apparatus including gas removing unit and method of detecting target material in liquid sample |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33824799A patent/JP2001153782A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8250908B2 (en) | 2008-08-14 | 2012-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wave sensor apparatus including gas removing unit and method of detecting target material in liquid sample |
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