JPH07502613A - 無線で問い合わせ可能な受動的表面波センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 無線で問い合わせ可能な受動的表面波センサ本発明は、音響表面波デバイスの原 理により作動し、またそのセンサ信号が無線で問い合わされ得る受動的センサに 関する。

多くの技術的応用分野で、関心のある測定量を、本来の使用されるセンサ要素が 受動的に作動するように、すなわち固有のエネルギー源またはｉｉ電流供給部必 要としないように、無線で遠隔場所から利用可能になし得ることは重要である。

たとえば、通り過ぎる列車の車輪軸受および／またはブレーキシューの温度を監 視または測定し得ることは重要である。他の応用分野は機械の回転軸の回転モー メントの測定である。さらに他の大きい応用分野は医学および化学にあり、たと えば生体の耐液中の酸素分圧を測定すること、または特に環境保護の分野で空気 および／または水中の溶剤の濃度をこのようなたとえば危険場所で得られる測定 データを危険のない遠方の場所で入手しかつ処理するために遠方から検出するこ とである。

従来の解決策は、電池により給電され、また遠隔測定手段により問い合わされ、 または連続的に送信する能動的センサを使用し、またはテレビジョンカメラによ り光学的に監視を行うことにある。

約２０年来、表面の少なくとも部分範囲内に圧電特性を有する基板と、この表面 の上または中に位置する指電極ｔｉ造とから成る電子−音響的な構成要素である 表面波デバイスが知られている。上記の表面内で電気的励起により電気−音響的 （大カー）交差指変換器から出発して音響波が発生される。これらの音響波はこ の表面内を進行し、また別の（出力−）変換器内で音響波からふたび電気的信号 を発生する。これらの構成要素において重要なことは、変換器の構造および場合 によっては表面の上に配置されている別の構造の選択により、入力変換器に入力 された電気的信号が出力変換器信号への信号処理が行われ得ることである。入力 変換器および出力変換器は同一の変換器構造であってもよい、たとえば広帯域の 高周波信号が入力端に供給され得る。出力端にはそれに対して時間選択的なパル ス圧縮された信号が得られ、その時間的位置は当該の表面波デバイスの予め定め 得る、（測定値−）パラメータに関係する特性である。

音響表面波デバイスを基礎として１０年来、無線を介して対象物または人の存在 または同一性の確認を可能にし、また受動的に作動する識別マーク（１０タツグ ）（米国特許第３２７３１４６号、米国特許第４７２５８４１号）が動作してい る。その際に、このような表面波デバイス内で基板の強い圧電効果に基づいて問 い合わせ信号が一時記憶され得ること、またこうして識別マークの別の電流供給 が必要でないことが重要な役割を演している６問い合わせ装置から送り出された 高周波問い合わせパルスは識別マーク、すなわち１０タツグのアンテナにより受 信される。

表面波デバイスの入力端として作動する電気−音響的な交差指変換器により表面 波デバイス内に音響表面波が発生される。全く個別に与えられ得るそのつどの設 定に連合するように選択された表面波デバイスの＃Ａ造により、デバイス内に発 生された表面波は変調され、また出力端においてそれに応じて変調された電磁的 信号が得られる。デバイスのアンテナを介してこの信号は遠隔場所でも受信され 得る。こうして表面波デバイスは上記の問い合わせパルスに、デバイスに対して 固定的に予め定められた（基本・）遅延のうちる、−線を介して当該の問い合わ せ装置内で評価すべき（個別の）高周波−識別コード語により回答する。このよ うなデバイスはたとえば前記の！Ｊｌにあげられた１９６６年の米国特許に記載 されている。

それとは全く鰹関係に既に同しく】０年以上前から、音響表面波デバイスを基礎 として作動するセンサをたとえば温度計、圧力センサ、加速度計、化学またはバ イオセンサなどとして使用することが知られている。それらの例は印刷物０米国 ｔ％電子学会趨音波シンポジウム論文集（１９７５年）第５１９〜５２２頁、米 国電気電子学会論文集、第６４巻（１９７６年）第７５４〜７５６頁およびヨー ロッパ特許第０３６１７２９号明細書（１９８８年）に記載されている。これら の公知のデバイスはＩＤタッグの作動の仕方と本質的に異なる発振器の原理で作 動し、またそれらは能動的デバイスとして固有の電流供給部をも必要とする。

本発明のＵＩＢは、受動的に作動し、すなわち固有のｔ流供給部を必要とせず、 ｊｌ［を介して問い合わされまたは遠方から無接触で続出され得るセンサ要素を 育するセンサの原理を示すことである。特に重要なことは、比較のための目的に がなった＃１昭を存すること、および／または望ましくない影響との無間係性、 たとえば温度以外の量の検出および測定の際の温度との無間係性を達成すること である。

この課題は請求の範囲ｌの特徴により解決され、また実施態様は請求の範囲２以 下および特許請求の範囲２４以下にあげられている。

本発明による受動的表面波センサの実現原理は、このセンサに対して（通常）少 なくとも２つの表面波デバイスを設け、それらのうち１つのデバイスが参照要素 おして作動し、他の１つまたはそれ以上のデバイスがそのつどのセンサ要素とし ての＃ｌ能を有することである。これらのセンサ要素はその（そのつどの）出力 端として作動する交差指変換器に、測定すべき測定量に相応してこのセンサ要素 の入力信号にくらべて識別可能に変更されている出力信号を供給する８表面波デ バイス内の音響波の速度または伝播時間に影響するこのような測定量が測定され 得る。この入力信号は、遠隔場所に配置された問い合わせ装置から無線を介して 送り出され、またセンサ要素の入力端として作動する入力変換器に供給される高 周波信号である。しかし、この高周波信号は付属の参照要素の入力端にも供給さ れ、そのなかでセンサ要素に相応する信号処理が行われ、またそれから同じ（出 力信号が送り出される。この出力信号はセンサ要素により確認すべき測定量の物 理的または化学的効果／作用により（著しくは）影響されず、または既知の仕方 でしか影響されず、従って使用可能な参照情である。

この参照要素の出力信号と本発明による受動的表面波センサの付属のセンサ要素 の出力信号または多くの付属のセンサ要素のそのつどの出力信号との比較からた とえば一定場所において測定値信号が得られる。好ましくは、この信号処理は位 相および／すたは伝播時間比較または周波数比較である。この作動の仕方は外部 から本発明による受動的表面波センサへの、より詳細にはそのセンサ要素へのエ ネルギー供給なしに可能である８すなわち、測定値の伝達のために必要な送信エ ネルギーは本発明では上記の識別マークの場合のように問い合わせパルスのエネ ルギーから与えられる。

しかし位相および／または伝播時間比較は必ずしもセンサ要素の場所または測定 場所で行われなくてよい、センサ要素および参照要素はこうして有利な仕方で空 間的に互いに離されて配置され、単に脩線を介して互いに機能的に接続されてい てよい、その理由は、表面波デバイス内の音響波の伝播速度にくらべて電磁波の 伝播速度が約１０’倍も大きいことである。すなわち位相または伝播時間誤差は このような離された配置において通常無視できる程小さい、その他の点ではセン サ要素と参照要素との間の既知の間隔において相応の測定技術的レート動作も考 噂に入れられていてよい。

この最後に記載した空間的に離された配置はたとえば、多数の測定個所力哄通の 場所で問い合わされるべき場合に特に有利である。このことを説明する１つの例 は予め定められた場所を通り過ぎる鉄道列車のブレーキシューおよび／または車 輪軸受の温度の測定である。各ブレーキシューまたは車輪軸受に表面波センサ要 素が機能的かつ空間的に対応付けられている。参照要素は、列車が通り過ぎるレ ールに沿って予め定められた場所における問い合わせおよび評価装置内に位置し ている。

通常、問い合わせユニットと受信および評価ユニットとは空間的に互いに一体化 されて配置される。

同しく本発明に属する解決際理は、前記のように°°明示的”に設けられている 参照要素の代わりに、参照機能が“暗示的”に解決原理に一体化されていること にある。後で詳細に説明することにして、ここで先ず数語で述べれば、一般的な 本発明による解決原理のこの変形例は、少なくとも２つの表面波構造として構成 された感受特性を有する要素が設けられ、これらが、両構造の一体的な機能の仕 方がセンサｍ能（古典的なセンサ要素の機能）も参照機能（前記のシステムの古 典的な参照要素の機能）も含んでいるように“相互に”有効になるようにされる ことにある。

本発明のさらに進んだ実施態様は、センサ要素および参照要素から成る組み合わ せを冒頭に記載したシステムに対して説明されているように、予め定められた物 理的量、たとえば機械的量の監視／測定のために組み入れ、これらの要素を、一 体的なａ能の仕方により、前記の解決原理に８４９して、表面波構造内の音響波 の速度に影響する望ましくない別の物理的量、たとえば温度の影響が補償される ように選択しかつ作動させることにある。さらに別の以下の詳細な説明は当業者 に対する別の実施１［を含んでいる。

本発明において行われる受動的な信号評価はたとえば位相弁別、信号混合、周波 数測定などを含んでいる。使用される表面波デバイスは参照要素および少なくと も１つのセンサ要素の基本要素または一体に暗示的に含まれている参照機能を有 する組み合わせの要素である。これらは表面波により作動するフィルタである。

、：れらの表面波フィルタは共振器、遅延線、分散形式の遅延線、位相シフトキ ーイング（ＰＳＫ）遅延線および／またはコンボルバ−であってよい、特にこれ らの表面波デバイスが損失の少ない低Ｉ＠失フィルタとして構成されていると有 利である。一体の暗示的な参即ｌ！能を有する解決原理に対しては、またたとえ ば温度補償を有する実施態様に対し、でも、チャーブされる反射器および／また は変換器構造が適している。

これらの表面波デバイスは基板材料または基板の上に位置する圧電性の層の圧電 効果を利用し、で作動する。圧電性の材料としては、特に温度に関係しない周波 数安定な水晶のほかに、なかんずくニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、テ トラホー′１酸リチウムなど（単結晶として）、酸化亜鉛（特に層に対して）お よび圧電性セラミックス（ただしかなりの温度依存性を有する）のような高い圧 電結合を有する材料も遺している。

参照要素および１つまたはそれ以上のセンサ要素が空間的に一体化して配置され ていてよいことは前記のとおりである。このような配置の利点は、位相および／ または伝播時間評価などが外部擾乱をほぼ受けずに行われ得ること、または外部 擾乱がたとえば適当な遮蔽により最小に抑制され得ることである。もちろんその 畔に、参５ｙ要素が一定すべき量、たとえば！Ｉｆにより及ぼされる物理的影響 を少なくとも大きく受けないように配慮されなければならない。そのためにたと えば参照要素および１つまたはそれ以上のセンサ要素は互いに隔てられた基板の 上に配置されていてよく、またそのつどのセンサ要素のみが測定量の影響にさら され２ている。　４［ｉ１１定のためにはたとえば、参照要素に対して水晶が基 板として使用さ枕、他方、少なくとも１つのまたはそれ以上のセンサ要素に対し て相対的に大きい温度依存性を有するニオブ酸リチウムまたは他の基板材料が使 用されていてよい、参ＩＩｌ！要素の水晶基板の温度変化はその出力信号に多く の場合に無視できる程にしか作用しない。

（Ｍｌ’ｆ）　［償のために、補正を予め与えるように構成されていてよい、こ れはたとえば、センサ要素の１つにより表面波デバイス全体の瞬時の温度をめ、 またこの温度値を他の物理的量を測定するその他のセンサ要素の測定値の補正を 予め与えるのに利用することにより達成され得る。

一体の暗示的な参照機能を有するシステムまたはたとえば一体の温度補償を有す るその実施態様に対しても、要素の一体化された配置は目的にかなっており、ま た一般に高い精度の達成のために必要でさえある。

本発明によるセンサデバイス（参照要素を含んでいてもいなくても良い）の間の 伝達可能性を高めるため、それ自体は公知のバンドスプレッド法を応用し、また パルス圧縮を有する整合フィルタを設けることは推奨される。

表面波デバイスをレイリー波、表面シア波、表面リーク波などが発生および評価 されるように構成することは知られている。

問い合わせ装置から多くの表面波センサ要素が問い合わされるべき場合、たとえ ば多くの異なる測定量および／または異なる場所および７才たは対象物における 等しい測定量が確認されるべき場合には、個々の（センサ）要素に有利な仕方で さらに識別機能も一体に組み込まれていてよい、この一体化は隔てられた基板チ ップの上で行われていてよく、または多くの場合に有利な仕方で同一の基板チッ プの上で行われていてもよい、この識別機能は冒頭に記載したＩＤマークのとこ ろで説明したものに相当する。このような識別機能は本発明では、この識別機能 が本発明に対して設けられている表面波構造に追加的に一体化されているように 、または本発明に対して使用される表面波デバイスの信号入力端と信号出力端と の間にもう１つの相応の追加的な（識別）構造が挿入されているように構成され ていてよい、たとえばこのことは目的にかなった仕方でそのつどのセンサ要素に 対して行われていてよい、センサ要素および参照要素が互いに固定的に対応付け られている場合には、参照要素がこの識別機能を含んでいてもよい０本発明にお いて応用可能な他の措置は、本来の測定信号の周波数および識別信号の周波数を 互いに異なる高さに選ぶことである。この措置により、さもなければ個々の場合 に対して予め完全に排除し得す、また場合によっては考慮を必要とするような相 互擾乱が回避され得る０本発明に対して設けられているそのつどの問い合わせ装 置の短線範囲内で、互いに異なる測定値を供給しなければならない多くの本発明 による表面波センサ（センサ要素）が設けられている場合に、これらの本発明に よるセンサが固をの対応付けられている周波数で作動し、それぞれ特定の基本経 通時間（問い合わせパルスにくらべての遅延時間）の後に始めて回答されおよび ／または個別の送信パルス列に適合されているように措置が講じられている。

またセンサ要素およびアンテナを空間的に隔て、また高周波を導くケーブルによ ってのみ、および／または容器の導電性の壁を通して接続することもできる。

多くの本発明によるセンサに対して同一のアンテナが使用され得る。またアンテ ナを当該の表面波センサ（センサ要素）の（そのつどの）基板の上に一体に配置 することもできる。

チャーブされる表面波構造、特にチャーブされる反射器構造の使用により本発明 の原理のセンサにより別の有利な効果が達成され得る。一方では、チャーブされ る反射器構造および／または変換器をチャーブされない構造の代わりに使用する ことは本発明によるセンサのより大きい感度を得ることを可能にする。さらに、 それに適合されてチャーブされる問い合わせ信号の使用により回答信号の圧縮が 達成され、このことはなかんずく評価をも容易にする。そのためにめ得るまたは めるべきチャープレートおよびそのために適合されたセンサ内のダウン−チャー プ構造を有するアップ−チャーブされる問い合わせ信号およびそれに適合された ダウン−チャーブされるセンサ内の構造により、そのうえさらに真の、すなわち 単に補償により達成されない温度との無関係性が利用され得るので有利である。

以下、図面により本発明を説明する。

図１は本発明による表面波センサの原理的実現を示す図である。

図２８および図２ｂは弁開要素およびセンサ要素を有する一体化された実施例を 示す、これらの要素およびそれから生ずる応用すべき作動の仕方を有する相応の 実施例では図２は暗示的な参照機能を有するシステムの一例をも示す。

図３８および図３ｂは異なる基板の上に配置された参照要素およびセンサ要素を 有する実施例を示す。

図４は参照要素が問い合わせ装置内に位置している本発明の実施例を示す。

図５はセンサおよび識別信号の相い異なる周波数または（特に等しい周波数の際 には）相い異なる伝播時間を有する追加的な識別機能を冑する実施例を示す。

図６は問い合わせ装置および多くの本発明による表面波センサまたは相い異なる 周波数で作動する多くの個別センサを有するセンサアレイを有する実施例の原理 図である。

図７は追加的な、センサ上に位置している受動的信号処理のための装置を有する 別のデバイスを示す。

図８は本発明の実施例としてチャーブされる信号を有する送信および受信の原理 を示す。

図９ａおよび図９ｂは図８の原理による実施例を示す。

図１０は図８の原理を説明するためのグラフを示す。

図１０ａはチャーブされるＩＩＩ造の使用による感度の向上を説明するためのグ ラフを示す。

図１１は付属のセンサの別の実施例を示す。

図１２は第１の実施例による温度補償されたセンサを示す。

図１３は第２の実施例による温度補償されたセンサを示す。

図１４およびＴｙＪ１５はコード化された構造を有する実施例を示す。

図１には本発明の受動的表面波センサの構成部分である問い合わせ装置が符号１ を付して示されている。この問い合わせＭ第１は構成部分として送信部２と、受 信部３と、評価装置４を形成する別の構成部分とを含んでいる０表面波デバイス を有する本来の受動的センサは符号５を付して示されている０作動中は送信部２ からセンサ５への無線結合６およびセンサ５から受信部３への集線結合７が存在 している。無線結合７のために必要なエネルギーは無線路６上でセンサ５に伝達 される信号に含まれている。センサ５は測定場所に位置しており、また少なくと もセンサ５の少なくとも１つの構成部分であるそのセンサ要素１５は測定すべき 物理的影響、化学てき影響などにさらされている。

図２ａには２つの表面波デバイス１５′および２５′を有する表面波基板５′が 示されている１表面波交差指ｆ：換ＸＭ２１および２２はセンサ要素１５’のそ のつどの入力変換器および出力変換器である。参照要素２５′の相応の交差指変 換器は符号２３および２４を付されている。解線路６の筆線信号の受信および一 線路７の信号の放射の役割をするアンテナは符号１６および１１を付して示され ている。場合によっては、アンテナ１６および／またはｌ”ｌとして単に導体帯 またはダイポールアンテナを表面波等板２０の上に設ければ十分である。しかし 通常のアンテナが設けられていてもよい。図２は図１のセンサ５の１つの実施例 としてのセンサの一体化された実ＰＩｌ！１例を示す。

図２ｂは変換器２２および２４の代わりに反射器２２ａおよび２４ａを有する図 ２８に相応する実施例を示す、ここでは変換器２１および２３はこの図の表面波 デバイスの入力端および出力端である。

図３ａには測定場所にセンサ要素および参照要素を有するデバイスが示されてい る。弁開符号３０を付されているのはセンサ要ｙｇ＋５”の圧電性表面波基板１ ３０および要素２５゛°の圧電性表面波基板２３０に対する保持体材料である。

変換器構造２１〜２４は図２の実施例の変換器構造に等しい。

たとえば基板＋３０はニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどから成る基板 である。この材料は表面波に対して決定的なその特性に関して強く温度に関係す る。特に、従来の表面波デバイスと全く異なり、大きい温度関係性を示すような 結晶材料のカットが選ばれ得る。温度センサに対してはここで参ｌ！ｆ要素の基 板２３０に対して目的にかなった仕方で温度にわずかしか関係しない水晶を使用 すべきである。

符号１６および１７を付されているのは再びアンテナである。

図３ｂには変換器２２および２４の代わりに図２ｂのように反射器２２ａおよび ２４ａを有する図３８に相応する実施例が示されている。

図４には、本発明の実現の１つの可能性として先に記載したように、間し）合わ せ装置！！１′内の追加的構成部骨上して１ｉ３昭要素２５を含んでいる実施例 が示されている。基板１３０′を有する受動的な表面波センサ要素は符号１５を 付されている。符号１６および１７または１１６および１１７を付されているの はセンサ要素の問い合わせ装置の当該のアンテナである。（そのつどの）センサ 要素１５と弁開要素２５との間の位相および／または伝播時間比較を行い得るよ うに、そのつどの作動相に対して閉しるべきスイッチ４１〜４３が設けられてい る。

図５には、原理的にはｒｊ！Ｊ４の実施例に相応するが識別機能の実現のための 追加的な手段を含んでいる本発明によるデバイスの実施例が示されている。参照 要素２５を含んでいる問い合わせ装置は５１ｉＩ樺に符号１″を付されている。

符号６を付されているのは問い合わせ装置１゛からセンサ１５．へのＱｗＡ接続 である。セン４月５１は２つのセンサ要素１１５および１１５′を含んでいる。

センサ要素１１５は第１の周波数丁、に設計されている。センサ要素１１５゛は 符号２６を付されているコーディング構造を含んでいる０両センサ要素１１５お よび１１５’の入力端および出力端はアンテナ１６に関して並列に接続されてい る。評価装置】゛への無線結合は同様に符号７を付されている。

コーディングに相応してセンサ要素１１５′の音響伝播区間が特徴的な回答信号 を供給する０両センサ要素１１５およびｌ】５′は異なる基本伝播時間を有し得 るし、または異なる周波数および異なる基本伝播時間を有し得る。

図６には、すべて（同時に）問い合わせ装置の無線場に位置している多くのセン サ要素１５い　１５ｔ、＋５ｔないし１５．ｌを宥する実施例が原理図で示され ている。これらのセンサ要素の各々に対して固有の周波数ｆ＋、ｆｔ、ｒ、ない しｒＮが設けられている０問い合わせ装置ビはセンサ要素１５．・・・１５Ｎの 問い合わせおよびこれらのセンサ要素から受信された測定値信号の処理のために 必要な回路部分を含んでいる。各個のセンサ要素１５．・・・１５％により別々 に各１つの物理的量が測定され得る。

図７には本発明による別のデバイスが示されている。これは受動的な信号処理、 たとえば位相弁別による評価を有するデバイスである。チップまたは保持体３０ の上にセンサ要素１５および谷間要素２５が位置している０位相弁別器は符号１ １を付されており、また（同しく）保持体３０の上に配置されている。アンテナ は弁別器信号を伝達する。

以下に、使用される表面波構造または要素、たとえば温度センサの一体化された 暗示的な参画Ｉｌｌ能を有する既に説明した解決原理の詳細を説明する。しかし 、この解決原理は決して温度測定に限定されてはおらず、力、圧力値、光、粒子 放射、４１１およびガスバラストの測定にも応用され得る。このような物理酌量 を測定するため、追加的に物理的、化学的または生物学的に能動的に有効な層も 設けられていてよい、このような層は追加的に信号増幅に有効であってもよい、 このような層は表面波デバイスの基板表面に被覆されていてよい。

既に説明したように、この別の解決原理のシステムは同じく表面波センサ要素と 送信部、受信部および評価部を有する付属の問い合わせ装置とを含んでいる。

チャーブされる表面波Ｊｌｌｉｉｋがセンサ内に含まれている１問い合わせ信号 に対してこのようなｌＩ造は周知のように特定の伝播時間ｔだけでなく構造内で 問い合わせ信号の周波数に関係する回答の場所をも有する。（前記の実施例の場 合のような）伝播時間もこの場所も外部影響に関係している。すなわちセンサに よりこの理由から検出可能な、伝播時間に関係する測定量に関係している。この ような測定量はたとえばセンサの温度である。

問い合わせ装置から、好ましくはチャーブされている問い合わせが送り出され、 また表面波構造により受信される。これは予め定められた帯域幅内で問い合わせ 時間間隔の間に一方の周波数値から他方の周波数値へ変化する周波数を有する高 周波信号である。ところで用語“°チャーブ０はマインケ、グルントラッハ著ｒ 高周波技術ポケットブックＪ、第Ｑ６１およびＬ６Ｂ章から知られている。設け られている表面波要素および問い合わせ信号の周波数帯範囲は互いに適合されて いる。

図８には別の実施例の障理図が示されている。符号１を付されているのは同様に 送信部２、受信部３および評価部４を有する問い合わせ装置である。目的にかな った仕方で同時にまたは次々とここで２つの問い合わせ信号が送り出され、それ らのうち一方はア、プーチ＋−プ信号（上昇する周波数変調）であり、また他方 はダウン−チャーブ信号（下降する周波数変ｙ４）である、送信部はたとえば同 時に２つの送信パルス１０１および１０２を送り出し、それらのうち一方はアッ プ−チャープ信号、また他方はダウン−チャープ信号である。センサ５はこれら の２つのチャーブされる信号を受信する。センサ５から２つの回答信号が送り出 され、これらが問い合わせ装置Ｉの受信部３に復帰到達する。

図９ａには一例としてこの原理に属するセンサ５の実施例が示されている。この センサはアンテナ１６を有する変換器１２１と、完全な表面波デバイスを梼成す るように変換器に対応付けられまたこのデバイスまたはセンサ５の基板の上に位 置している２つの表面波参画デバイスとを有する０図９ａから明らかなように、 これは相応に変化する周期性（および変化するストリンプ幅）を有するチャーブ される反射器である。変換器１２＋に関するその配置は、反射器構造１２４では その高周波端（ダウン−チャープ構造）が、また反射器構造１２５ではその低周 波＃ｉ（アップ−チャーブｌ１ｌＩ＆）が変ｔＩＡ器１２１のほうに向けられて いるように選ばれている０反射器１２４はダウン−チャープ信号に対する圧縮器 として、また反射器１２５はアップ−チャープ信号に対する圧縮器として作用す る。

そのつどの分散が付属のセンサの反射器構造に適合されている２つのチャーブさ れる（狭帯域の）問い合わせ信号の（同時の）送り出しは、図９ａに示されてい るようなデバイスにおいて、変換器１２１およびアンテナ１６を介して２つの時 間的に圧縮された（広帯域の）パルスが表面波デバイスの回答信号として送り返 されることに通ずる０問い合わせパルスまたは非分散の問い合わせ信号によって も作動し得るし、またセンサの答えとしての伝播時間差に通ずる信号の爾後処理 によっても作動し得る。

問い合わせパルスの相互間の時間的間隔は反射器構造１２４．１２５の反射器ス トリツプの所与のチャーブされる配置の際にセンサの基板材料の表面の音響波の 伝播速度に関係している。伝播時間が、たとえば基板材料の温度変化の際に、ま たは測定すべき気体負荷などにより変化すると、前記両パルスの時間間隔が変化 する。チャーブ−ダウン信号から生しているパルス信号は（特定の最小チャーブ レートから）千ヤーブされない信号よりも短い時間の後に問い合わせ装置ｌに到 達する。相応して、チャーブ−アップ信号から生しているパルス信号はチャーブ されない信号よりも長い時間の後に問い合わせ装置に到達する。

図９ｂにはチャーブされる反射器１２４および１２５の代わりにチャーブされる 変換器１２４ａおよび＋２５ａを有する図９ａに相応する実施例が示されている にれらの変換器１２４ａおよび１２５ａは出力端として接続されている。しかし 、すべての３つの変換器１２＋、１２４ａおよび１２４ｂが並列接続されて入力 端および出力端として利用されていてもよい。

以下、それに付属の数学的関係を示す。

図１０により正のチャーブレー）４３／Ｔを有する部分システムに対する伝播時 間差Δｔ５チャープレートＢ／Ｔ（Ｔはチャーブの時間的長さに等しい）および 温度変化ΔＱの関係が導き出される６図１０には温度Ｑおよびより高い温度Ｑ＋ ΔＱにおけるセンサ（アップ−システムのみ）のパルス回答の瞬時周波数ｆが示 されている０問い合わせ装置ｌはより高い温度Ｑ＋ΔＱでは時間差Δしたけ長い 伝播時間を有する温度に無関係な中心周波数ｆ６を有する問い合わせ信号を送り 出す。

図１０に示されている周波数／時間平面では、チャーブに無関係な温度効果は鰹 視されている。すなわち中心伝播時間り、もより高い温度により延長される。

この効果も考１に入れると、１８号の伝播時間はセンサ内の正の周波数変調によ りＬｕｐ＠−ｔｕｐ’　＋　（Ｔ／Ｂ）　ｆ＋Ｌｕｐ’　Ｑｋ　−ΔＱ　（１） ｆ＝（ｏＱｋ　・八〇 ここで ｒ、　中心周波数 Ｑｋ　基板材寧４の温度係数 Ｌｕｐ’　ΔＱ＝Ｏに対する中心伝播時間ΔＱ　特定の予め定められた温度Ｑへ のセンサの温度差により１實される。

代入および括弧外への取り出しにより ｔｕｐ’　＝ｔｕｐ’　＋ｔ　（Ｔ／Ｂ）　ｆｅ　＋ｔｕｐ６１　Ｑｋ　・ΔＱ 　（２）となる。

、二の式かられかるように、千ャーブシステムはｔｕｐ”−Ｔの際にチャーブさ れないシステムよりも係ｊ？ｆ、／Ｂだけ、すなわち相対的帯域幅の逆数だけ大 きい時間ずれを与える。ダウン−システムに対してはアップ−システムと？Ｉ（ 以のことが成り立つ。

ｔｄｏｗｎ’　＝ｔｄｏｗｎ’　”　ｆ　（Ｔ／Ｂ）　ｆｅ↓ｔｄｏｗｎ’　ｌ 　Ｑｋ　ΔＱ　（３）また全体システムに対しては、アップおよびダウン−チャ ープ信号からの圧縮により生しているパルス信号の時間ずれｔｔｏｔはΔｔ　Ｌ ｏｔ　’　＝　ｔｕｐ　−ｔｄｏｗｎ＝　ｔｕ９’　−ｔｄｏ＠ｎ’　＋　（２ Ｔ　ｆ＋＋　／Ｂ）　＋　（ｔｕｐ＠−ｔｄｏ＠ｎ’　）　）　Ｑｋ　・ΔＱ となる。

全体システムの時間ずれは、一定の基本伝播時間に基づいて、等しい基本伝播時 間（Ｌ　ｕｐ’　＝　ｔ　ｄｏｗｎ″）のアノブーシステムおよびダウン・シス テムに対しては相殺し、他方においてチャーブの効果は倍増する０時間差Δｔｔ ｏｔはこうしてセンサの現在の温度Ｑ＋ΔＱまたはその波伝播速度に対する絶対 的尺度である。

なぜならば、基Ｉ１１！温度Ｑは知られており、また固定であるからである。基 準温度はセンサの測定範囲の中ＩＬＬ−にあり、またその設計の際に決定される 。たとえば反射器と変換器との間のそれぞれ相い異なる間隔で生ずる適合されて 定められた（小さい）時間差ｔ　ＩＩＥ１６−ｔ　ｄｏｗｎ’により測定量Δム （０【が予め定められた測定範囲内のすべての温度に対して正に設定され得る。

ｍ造的にこの（小さい）時間差は相応に定められた間隔差により変換器＋２１と 図９ａ中の反射器１２４または１２５または図９ｂ中の変換器１２４ａおよび１ ２５ａとの間の間隔（ａ−ｂ）になる、それにより問い合わせ装置内のΔｔｔｏ ｔの符号の評価は不要である。

図１０ａにはセンサの墜変がグラフで示されている。すなわち検出・測定すべき 測定Ｉの値に対して生ずる伝播時間変化ΔＬの大きさが分散性のチャーブされる ＩＩＩ造のチャーブレートＴ／Ｂとどのように関係しているかが示されている。

上昇する直線Ａはアノプ−チャープ構造の感度がチャーブレー）Ｔ／Ｂの増大と 共に増大することを示す。ダウン−チャーブ構造に対しては（先ず）直線Ｂに相 応して、零通過の後に増大するチャーブレートに対して負の値（−Δ【）を増大 する偵をとる感度の減少が生ずる。明らかにアノブーチャーブ構造およびダウン −チャープ構造に対する経過は逆方向である。１つのセンサ内の２つのこのよう な構造に対して全体感度として両回答パルスの２つの直線ＡとＢとの間のそのつ どの全体の伝播時間差、すなわちたとえば画点Ａ１と８１との間の間隔が生ずる 。

図１１には、チャーブされる問い合わせ信号に対する表面波デバイスの図９ａの 実施例の変形例が示されている。そこにはアンテナに関して相前後して接続され ている変換Ｈ１２１および１２２が２つの軌道に分配されて設けられている。

変換器は並列に接続されていると好適である。相応に２つの軌道内に配置されて いる反射器ＩＩＩ造１２４および１２５は図９ａで説明した反射器構造の構造お よび特性を有する０反射器構造の代わりに図９ｂのように変換器構造が設けられ ていてもよい。

図１２には表面波により作動する本発明により改良されたセンサの実施例が示さ れている０図４２のデバイスでは、図９８のデバイスと相違して、反射器構造１ ２６が変換器１２１の位置に関して、構造１２６ではチャープされる反射器の高 周波端が変換器１２１のほうに向けられているように、すなわち両反射器構造１ ２４および１２６がＩｆ：ｌｌＩ器１２１に対して鏡面対称に構成される（ダウ ン−チャープｍ１ｌｋｌように配置されている０図１２（および図１３）の構成 はダウン−チャーブ構造の代わりにアップ−チャーブ構造によっても実現され得 る。しかし、図１２による反射器構造のこの配置では反射器の鏡面対称的配置の ために回答パルスの温度に関係する時間差が存在しない、すなわち図１２による デバイスはセンサとして、基Ｆｉ（およびその上に位！している表面波構造）の 温度および／または音響波の伝１時間に影響する他の作用がどのように変化する かに無関係である１図１２の実施例に、示されている表面波デバイスは、構成に より条件付けられて、温度補償されている０図１２による本発明の変形例のこの 状況は温度以外の物理的、化学的音響波（または）生物学酌量を温度に無関係に 測定するために非常に有利に利用可能である。温度以外の量、たとえばガスバラ ストを測定するためには、両反射器構造１２４．１２６の一方が測定すべきガス に応答する層を設けられる０層を設けられた反射器構造（たとえば１２４）は測 定量に応答し、他方において層を設けられていない他方の反射器構造（＋２６） はガスにより影響されずにとどまる。ここではただ１つのチャープされる（送信 ）信号が必要である。相応にただ１つの回答信号が両反射器が同一に挙動するか ぎり得られる。

しかし反射器の１つが測定量により影響されると、２つの回答パルスが生じ、そ れらの時間間隔が測定量に相当する０反射器構造１２４および１２６の代わりに 変ＷＡ器構造も使用され得る。

図９８および図１１によるセンサは、構造１２４．１２５または１２４ａ、１２ ５ａの１つが、これらの構造が共にその高周波端（ダウン−チャープ）で、また は共にその低周波端（アップ−チャープ）で変換ｔｉｉ１２１または両度換器１ ２１および１２２のほうに向けられているように“回転”されているならば、第 １２図による温度に無間係なセンサになる。

センサ要素としては、予め定められた測定量に敏感にされまたは感受性を与えら れている構造１２４または１２５が有効である。感受性を与えられていない構造 １２５または１２４はこの測定量に対する参照要素である。

変換器１２４ａおよび１２６ａにより温度に無関係な（また波速度に影響する他 の量に無関係な）図１３によるセンサが得られる。このセンサでは、図１２の場 合と同じく、それぞれチャープされる（ダウン−チャープまたはアップ−チャー プ）変換器１２４ａ／１２６ａの高周波端または低周波端が入力／出力変換器１ ２１．１２１”のほうに向けられている。入力／出力変換器は例として並列に接 続されているが、直列に接続されていてもよい０図１３中にも同様に間隔差（ａ とｂは異なる）が示されている。

図１２および図１３によるデバイスに対して、たとえば示されているダウン−チ ャープ構造に対して適合されたアップ−チャープ問い合わせ信号を応用すること は有利である。それによって前記の圧縮された回答パルスが得られる。

しかし、鏡面対称に配置された図１２によるチャーブ構造を有するセンサは問い 合わせ方法の第２の変形例によっても送信器により読出され得る。送信器からほ ぼチャープ範囲の中心周波数を存する強力な短いパルスまたはセンサの周波数範 囲を可能なかぎり一定にカバーするスペクトルを有する構造に適合されていない チャープ信号が送り出される。センサから次いでチャープパルスが時間的に遅ら されて送り返される。この受信されたチャーブパルスの包絡線の形状は測定量の 評価を可能にする。茶間構造およびｔｓｍされたセンサ構造において音響波の等 しい伝播速度が支配的であれば、すべての対称な反射された等しい周波数の音響 波は建設的に干渉してチャーブ信号に集まっており、またこれは時間的に一定な 振幅経過を有する。しかしセンサ構造および参照構造における伝播速度が互いに 異なっているならば、建設的な干渉と破壊的な干渉とがチャーブパルスの瞬時周 波数の通過の際に交代し、またその包絡線は参画構造における波およびセンサ構 造における波の速度差、すなわち測定量の１つに相応に関係する変調を、有する 。

たとえばｊＥ常に小さい測定量はごく斜めな振幅経過を有する。それに対して大 きい速度差はチャープパルスの長さにわたり分布した多くの変調周期、すなわち 導体上の類伯の定常波を生ずる。

連合されてディメンジヨニングされておりまたアンテナに適合されている図１２ によるデバイスでは、音響エネルギーがダンピング材料から成るサンプ内で無に される必要はない、なぜならば、音響波が無損失でそれらの周波数固有の伝播時 間に相応して構造１２４および１２６から変換器１２１内に完全に復帰反射され るからである。それは、反射器構造およびセンサ構造の並列の２軌道配置にくら べての、中央に配置された図１２による変換器１２１１−存するインライン配置 の駒り占である。

図１２によるセンサの別の応用／構成可能性は、チャープされる構造、すなわち センサＩＩＩ造の無線のパルス回答が追加的にそのつどのセンサに対する認識コ ードを含んでいる図１４に示されている。これは、他の関連で既に述べたように 、図１２（または図１３）によるセンサとの干渉に基づくチャープされる識別マ ークのモノリシックな結合である０反射器１ｉＨ２７および１２８は、パルス回 答におけるコードを発生する部分１２７′および１２８’　（チャープの下側帯 域限界ｒ、Ｊからその間の周波数ｒ２まで反射する）および参照部分１２７”お よびセンサ部分１２Ｂ”から構成される。センサ部分１２８”はたとえばガス検 出器としてガスに敏感な層により覆われている。その他の部分１２７”、１２８ ゛′は周波数ｆ２からチャープの上側帯域限界まで反射性である。大きい周波数 帯域幅のパルスによる問い合わせの際に、瞬時周波数［、に対して反射器構造１ ２７および１２８が鏡面対称に配置されているならば、建設的干渉により、パル ス回答において瞬時周波数ｒ１を有する振幅１のコードビットが発生される。

振幅０のコードビットは、構造１２７′および１２８′において反射される両音 響波がｆ、の際から位相差をもって変換器１２１に入射するならば、周波数ｆ。

の際に破壊的干渉により生ずる。すなわち、ｆ□に対して構造１２７′および１ ２８゛は変換器に関して鏡面対称な配置にくらべて互いに内向きまたは外向きに 逆向きに音響波波長の各四分の−だけずらされて配置されている。

周波数ｆｔの際に両反射器構造部分１２７′および１２８′の一方が位相変調を をしておらず、また他方がセンサ内の音響波波長の部分の−に相当するインクレ メントを有する位相コーディングを有するならば（図１５）、等しい効果が得ら れる。

図１４の実施例でも温度補償および全パルスエネルギーの原理的に無損失の復帰 放射の利点が得られる。

問い合わせ装置で復調がセンサのパルス回答の瞬時位相において応用されると、 すべての参照チャーブ構造１２９が波長の部分の−のインクレメントを存する位 相コード化された識別コードを含んでおり、他方においてセンサ部分は図１２中 の横６１２５のように構成されている図１５によるセンサが使用可能である。参 照位相を得るために、チャープと一緒に進行しコード位相を積分する位相検出器 （コスタスループ）が利用される。センサ量は図１２によるセンサのパルス問い 合わせの際と頻（口してパルス回答の２段の変調を生しさせる。２つの段はＯま たは部分の一波長だけずらされた参照位相に相応する。それによってセンサのこ の測定量はチャーブパルスの走査によりコードタクト１の間もしくはコードタク ト２の間に得られる。

本発明のさらに別の実施例は図１２および図１３に相応するダウン−チャープｔ ｌｌｌ造を有する表面波デバイスにより構成され得る。しかし、この実施例の基 礎となっている技術的取扱のための教示に対してダウン−チャーブ構造、すなわ ち図１０ａから明らかなように零通過を有する直線Ｂに相応する感度を存する構 造のみが使用可能である。

図１２または図１３によるデバイスに対しては、両構造の各々に対するチャーブ レートＢ／Ｔが正確に図１０ａの直線Ｂの零通過の値であるような、チャープさ れる構造１２４および１２６に対する設計が示される。換言すれば、これは式（ ３）の第２項の式（３）の括弧内の被乗数は０に等しくされること、すなわちＢ ／Ｔ＝ｔｄｏｗｎ／ｆｅ　（５） を意味する。

ダウン−チャープ構造に対しては括弧内の両式は逆の符号を有するので、この括 弧式は実際上予め定め得るチャープレートＢ／Ｔに対してＯに等しくされ得る。

それによって式（３）から、そこに温度Ｑとして示されている測定量との関係が 抜は落ちる。

２つの逆向きの温度関係性の補償に基づく図１２および図１３についての以上の 一般的な教示にくらべて、大発明のこの実施例には、チャープレートの選定によ り原理的に温度に無関係な表面波デバイスが存在する。このデバイスは同じく温 度に髄関係であるだけでな（、他の伝播時間を変更する外部影響に対しても不変 である。この表面波デバイスも（温度に無関係な）センサとしても使用可能であ るように、それにもかかわらず測定値の感度を得るための追加的な措置を講じる −・要がある。たとえば図１２および図１３で既に述べたように、ガスを測定す るため両構造１２４．１２６の一方に被覆を設け、作用するガスがこの一方の構 造の表面波伝播時間に影響を与えるように、この被覆によりこの構造がそのとき のガスに対して感度を有するようにすることができる。このような実施ｍｔ＊に より（勿論陽界はあるが）温度に無関係でまた表面波速度に影響を与える他の外 乱にも無関係にガス濃度の検出および測定を実施することができる。

問い合わせは適合されたアップ−チャープ送信信号により、圧縮されたパルスが 回路信号として得られるように行うことができる。パルス、または適合されてい ないチャープ信号、たとえばダウン−チャツブ信号で問い合わせられるときには 、比較的長い信号が得られ、これによりたとえば包絡線が（上述のように）評価 される。

ＦＩ６５ 一一一■　−一一 国際調査報告 国際調査報告 １−５−−−１−−−−−−　ρＣＴ／ＤＥ　９２１０１０７５Ｆｕｒ１１１Ｎ ｉマＦｒ＊ｒｓ−ｅｎｒｕｄｗτｉη＾ｖ？ｙｙ引ず剰ぐ＾諸−ｓｈｈ１１−ｍ Ｆｕ「ｅｐ−１を餉を着ｐ嘗ＩＭｌ烏ｉ１ＳAＮｒ、ｌｌＪ＋ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＰＴ、　Ｓ Ｅ）、　ＡＵ、　ＣＡ、　ＦＩ、ＪＰ、　ＫＲ，Ｎｏ、　ＲＵ、　ＵＳ （７２）発明者　ルツペル、クレメンスドイツ連邦共和国　デー−５ｏｏｏ　ミ ュンヘン　８０　ガイベルシュトラーセ　１３（７２）発明者　プルスト、ウオ ルフーエクハルトドイツ連邦共和国　デー−５ｏｏｏ　ミュンヘン　８３　ヘル マンーピュンダーーシュトラーセ　１５ （７２）発明者　ザイフエルト、フランツオーストリア国　デー−０１１７０ウ イーンノイワルデツガーシュトラーセ　４７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．測定重に対するセンサとしての、また識別のための表面波により作動し、ま た測定値が無線で読出され得る装置において、裏面波変換器と、 センサ機能および参照機能を行い、また（それぞれ）基板の上に配置されている 少なくとも２つの表面波要素（１５、２５；１２４、１２５；１２４、１２６； １２７、１２８）と、 送信部（２）、受信部（３）および評価師（４）を有する問い合わせ装置（１） とを有することを特徴とする装置。 ２．センサ機能に対する少なくとも１つの裏面波センサ要素（１５；１５１…１ ５Ｎ）と、 参照機能に対する表面波参照要素（ の範囲１記載の装置。 ２５）とを有することを特徴とする請求３．表面波要素（１５、２５；１２４、 １２５；１２４、１２６）が空間的に一体化されて配置されており、また 評価装置（１）とセンサ（５）との間の無線伝送のためにアンテナ（１６、１７ ）が設けられていることを特徴とする請求の範囲１または２記載の装置。 ４．保持体（３０）の上にそれぞれセンサ要素（１５′′および参照要素（２５ ）に対する基板（１３０、２３０）が配置されていることを特徴とする請求の範 囲１ないし３の１つに記載の装置。 ５．（そのつどの）センサ要素および参照要素に対して互いに異なる圧電材料か ら成る基板（１３０、２３０）を有することを特徴とする請求の範囲４記載の装 置。 ６．保持体（３０）の上に少なくとも１つのセンサ要素（１５）、参照要素（２ ５）および受動的に作動する信号処理装置が設けられていることを特徴とする請 求の範囲１ないし４の１つに記載の装置。 ７．センサ要素（１５）から離されて問い合わせ装置（１′）内に配置されてい る参照要素（２５）を有することを特徴とする請求の範囲１記載の装置。 ８．追加的な識別機能を有することを特徴とする請求の範囲１ないし７の１つに 記載の装置。 ９．センサ要素の裏面波構造に一体化された識別機能を有することを特徴とする 請求の範囲８記載の装置。 １０．センサ要素の表面波構造に追加的に挿入された織別機能を有することを特 徴とする請求の範囲８記載の装置。 １１．測定値信号および識別信号に対して相い異なる周波数（ｆ１、ｆ２）が用 いられていることを特徴とする請求の範囲８ないし１０の１つに記載の装置。 １２．センサ要素および参照要素が固定的に対応付けられており、また参照要素 に一体化／挿入された織別機能を有することを特徴とする請求の範囲８記載の装 置。 １３．問い合わせ装置（１′′）と無線接続されている多数のセンサ要素（１５ １１５■）が設けられており、その際に個々のセンサ要素に対して粗い異なる出 力信号周波数（ｆ１…ｆＮ）が用いられていることを特徴とする請求の範囲１な いし１２の１つに記載の装置。 １４．問い合わせ装置（１′′）と無線接続されている多数のセンサ要素（１５ １１５Ｎ）が設けられており、その際に区別のために相い異なる基本伝播時間が 用いられていることを特赦とする請求の範囲１ないし１３の１つに記載の装置。 １５．信号評価のために位相弁別が行われていることを特赦とする請求の範囲１ ないし１４の１つに記載の装置。 １６．信号評価のために信号混合が行われていることを特徴とする請求の範囲１ ないし１４の１つに記載の装置。 １７．信号評価のために伝播時間比較が行われていることを特徴とする請求の範 囲１ないし１４の１つに記載の装置。 １８．信号評価のために周波数比較が行われていることを特徴とする請求の範囲 １ないし１４の１つに記載の装置。 １９．問い合わせ装置（１）内でバンドスプレッドが行われていることを特徴と する請求の範囲１ないし１８の１つに記載の装置。 ２０．問い合わせ装置（１）内にパルス圧縮を有する整合フィルタが設けられて いることを特徴とする請求の範囲１ないし１８の１つに記載の装置。 ２１．センサ／参照表面波構造として表面波共振器（１２４、１２５、１２６、 １２７、１２８、１２９）が設けられていることを特徴とする請求の範囲１ない し２０の１つに記載の装置。 ２２．センサ／参照表面波構造として表面波変換器（１２４ａ、１２５ａ、１２ ６ａ）が設けられていることを特赦とする請求の範囲１ないし２０の１つに記載 の装置。 ２３．センサ／参照表面波構造として表面波遅延線が設けられていることを特徴 とする請求の範囲１ないし２０の１つに記載の装置。 ２４．センサ／参照表面波構造として分散性／ＰＳＫ表面波遅延線が設けられて いることを特赦とする請求の範囲１ないし２０の１つに記載の装置。 ２５低損失フィルタ表面波デバイスが設けられていることを特徴とする請求の範 囲１ないし２４の１つに記載の装置。 ２６．センサおよび参照機能に対するチャープされる表面波構造（１２４、１２ ５１２４、１２６；１２７、１２８；１２５、１２９）が設けられていることを 特徴とする請求の範囲１ないし２５の１つに記載の装置。 ２７．（入力）変換器（１２１、１２１′）に関して非鏡面対称な表面波構造（ アップーチヤープ構造およびダウン−チャープ構造）（１２４、１２５）が設け られていることを特徴とする請求の範囲２６記載の装置。 ２８．（入力）変換器（１２１、１２１′）に関して鏡面対称な表面波構造（ア ップーチャープ構造およびダウン−チャープ構造）（１２４、１２６；１２７、 １２８；１２５、１２９）が設けられていることを特徴とする請求の範囲２６記 載の装置。 ２９．これらのチャープ構造が同一のチヤープレートＢ／Ｔを有することを特徴 とする請求の範囲２６ないし２８の１つに記載の装置。 ３０．これらの表面波構造（図９、図１１、図１３）が（入力）変換器から互い に異なる間隔（異なるａ、ｂ）に配置されていることを特赦とする請求の範囲２ ６ないし２９の１つに記載の装置。 ３１．表面波構造の１つが予め定められた測定／検出量に対する感度に対して追 加的に準備されていることを特徴とする請求の範囲１ないし３０の１つに記載の 装置。 ３２．鏡面対称に配置されている表面波構造の１つが予め定められた測定／検出 量（温度、ガス、…）に対する感度のセンサ容器として追加的に準備されている ことを特徴とする請求の範囲２８ないし３０の一つに記載の装置。 ３３．センサ表面波構造がガスに敏感な層を有することを特徴とする請求の範囲 ３１または３２記載の装置。 ３４．チャープされる表面波構造（１２７、１２８；１２９）が少なくとも部分 的に追加的な識別コーディングを設けられていることを特徴とする請求の範囲２ ６ないし３３の１つに記載の装置。 ３５．コード化された表面波構造（１２７、１２８、１２９）内にフィンガーシ フトを有することを特徴とする請求の範囲３４記載の装置。 ３６．（入力）変換器（１２１）および表面波構造（１２４、１２５；１２４、 １２６；１２７、１２８；１２５、１２９）がインライン−デバイスとして構成 されていることを特徴とする請求の範囲１ないし３５の１つに記載の装置。 ３７．変換器（１２１、１２１′）および表面波構造（１２４ａ、１２５ａ；１ ２４ａ、１２６ａ）が平行な軌道の上に分布して配置されていることを特徴とす る請求の範囲１ないし３５の１つに記載の装置。 ３８．アップーチヤープおよびダウン−チャープ問い合わせ信号が用いられてい るこよを特徴とする請求の範囲２６または２７または２９ないし３７の１つに記 載の装置の作動方法。 ３９．表面構造のチャープレートに適合（整合）されたチャープレート（たとえ ばダウン−チャープ構造に対するアップーチヤープ信号；同一のチャープレート ）を有することを特徴とする請求の範囲２６または２８ないし３７の１つに記載 の装置の作動方法。 ４０．短い問い合わせパルスを有することを特徴とする請求の範囲２６ないし３ ７の１つに記載の装置の作動方法。 ４１．適合されていないチャープされる問い合わせ信号を有することを特徴とす る請求の範囲２６ないし３７の１つに記載の装置の作動方法。 ４２．信号回答の包絡線検出が行われることを特徴とする請求の範囲４０または ４１記載の作動方法。