JPH0534210A - 弾性表面波温度センサー - Google Patents
弾性表面波温度センサーInfo
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- JPH0534210A JPH0534210A JP21602691A JP21602691A JPH0534210A JP H0534210 A JPH0534210 A JP H0534210A JP 21602691 A JP21602691 A JP 21602691A JP 21602691 A JP21602691 A JP 21602691A JP H0534210 A JPH0534210 A JP H0534210A
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Landscapes
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 弾性表面波遅延線発振器を用いて温度変化に
対する発振周波数の変化率が大きく、しかも直線性のよ
い高感度感度な弾性表面波温度センサーを提供する。 【構成】 すだれ状電極２に増幅器５から送られる電気
信号のうち、すだれ状電極２の示す中心周波数帯域内の
周波数の電気信号のみが弾性表面波に変換されて伝搬経
路上を伝搬する。弾性表面波は次第に消耗されながらす
だれ状電極３に至り、再び電気信号に変換されて増幅器
５に送りもどされる。増幅器５では消耗分の電気信号が
増幅されて再びすだれ状電極２に送られ、このようにし
て遅延線発振器が構成される。伝搬経路上の温度は駆動
時の遅延線発振器の発振周波数と相関することから、温
度変化を発振周波数で表すことが可能となる。 【効果】 伝搬経路上に有機薄膜を設けることにより、
温度センサーとしての高感度化を実現できる。
対する発振周波数の変化率が大きく、しかも直線性のよ
い高感度感度な弾性表面波温度センサーを提供する。 【構成】 すだれ状電極２に増幅器５から送られる電気
信号のうち、すだれ状電極２の示す中心周波数帯域内の
周波数の電気信号のみが弾性表面波に変換されて伝搬経
路上を伝搬する。弾性表面波は次第に消耗されながらす
だれ状電極３に至り、再び電気信号に変換されて増幅器
５に送りもどされる。増幅器５では消耗分の電気信号が
増幅されて再びすだれ状電極２に送られ、このようにし
て遅延線発振器が構成される。伝搬経路上の温度は駆動
時の遅延線発振器の発振周波数と相関することから、温
度変化を発振周波数で表すことが可能となる。 【効果】 伝搬経路上に有機薄膜を設けることにより、
温度センサーとしての高感度化を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波遅延線の伝
搬経路上に有機薄膜を設けた弾性表面波遅延線発振器を
用いる温度センサーに関する。
搬経路上に有機薄膜を設けた弾性表面波遅延線発振器を
用いる温度センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波デバイスによる遅延線発振器
は温度センサー、圧力センサーなどの各種センサーに応
用されている。有能なセンサーとしての条件の１つに感
度が大きいことが挙げられる。すなわち、温度変化に対
する遅延線発振器の発振周波数の変化率がより大きいこ
とが望まれる。従来の弾性表面波遅延線発振器による温
度センサーには、感度に改善の余地があった。
は温度センサー、圧力センサーなどの各種センサーに応
用されている。有能なセンサーとしての条件の１つに感
度が大きいことが挙げられる。すなわち、温度変化に対
する遅延線発振器の発振周波数の変化率がより大きいこ
とが望まれる。従来の弾性表面波遅延線発振器による温
度センサーには、感度に改善の余地があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の弾性表面波遅延
線発振器による温度センサーは、温度変化に対する発振
周波数の変化率が小さく、感度に問題があった。本発明
の目的は、弾性表面波遅延線発振器を用いた、温度変化
に対する発振周波数の変化率が大きく、感度の良い温度
センサーを提供することにある。
線発振器による温度センサーは、温度変化に対する発振
周波数の変化率が小さく、感度に問題があった。本発明
の目的は、弾性表面波遅延線発振器を用いた、温度変化
に対する発振周波数の変化率が大きく、感度の良い温度
センサーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の弾性表
面波温度センサーは、所定の温度に対し所定の発振周波
数を示す弾性表面波遅延線発振器を備え、前記発振器の
遅延線が圧電基板と、この圧電基板の一方の面上に形成
されている２組のすだれ状電極とからなり、前記発振器
の発振周波数で温度を表わす弾性表面波温度センサーに
おいて、前記すだれ状電極が設けられている側の前記圧
電基板の表面のうちで、少なくとも一部分の領域が有機
薄膜で覆われ、その有機薄膜で覆われた領域は２組の前
記すだれ状電極の間にあり、該有機薄膜の膜厚は前記発
振周波数に相当する波長のほぼ１／１０に等しいかまた
はそれ以下であることを特徴とする。
面波温度センサーは、所定の温度に対し所定の発振周波
数を示す弾性表面波遅延線発振器を備え、前記発振器の
遅延線が圧電基板と、この圧電基板の一方の面上に形成
されている２組のすだれ状電極とからなり、前記発振器
の発振周波数で温度を表わす弾性表面波温度センサーに
おいて、前記すだれ状電極が設けられている側の前記圧
電基板の表面のうちで、少なくとも一部分の領域が有機
薄膜で覆われ、その有機薄膜で覆われた領域は２組の前
記すだれ状電極の間にあり、該有機薄膜の膜厚は前記発
振周波数に相当する波長のほぼ１／１０に等しいかまた
はそれ以下であることを特徴とする。
【０００５】請求項２に記載の弾性表面波温度センサー
は、前記有機薄膜で覆われた領域が前記すだれ状電極が
設けられている側の前記圧電基板の表面全域であること
を特徴とする。
は、前記有機薄膜で覆われた領域が前記すだれ状電極が
設けられている側の前記圧電基板の表面全域であること
を特徴とする。
【０００６】請求項３に記載の弾性表面波温度センサー
は、前記圧電基板が LiNbO3 で、前記有機薄膜がＰ−ニ
トロアセトアニリドまたは２ーアセトアミドー４ーニト
ローＮ,Ｎジメチルアニリンでなることを特徴とする。
は、前記圧電基板が LiNbO3 で、前記有機薄膜がＰ−ニ
トロアセトアニリドまたは２ーアセトアミドー４ーニト
ローＮ,Ｎジメチルアニリンでなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】請求項１に記載の弾性表面波温度センサーの駆
動時、２組のすだれ状電極のうち１組のすだれ状電極に
増幅器から電気信号が送られる。その電気信号の周波数
のうち該すだれ状電極の周期と対応する中心周波数と同
じ周波数の電気信号のみが弾性表面波に変換されて圧電
基板上を伝搬し、圧電基板上を伝搬するに従って消耗さ
れながらもう１組のすだれ状電極に至る。このもう１組
のすだれ状電極においては、このようにして伝搬した弾
性表面波が、再び電気信号に変換されて発振器の増幅器
に送りもどされる。増幅器では圧電基板上における弾性
表面波の消耗分と、すだれ状電極での変換効率の損失分
とを補うだけの利得が与えられて再び最初の１組のすだ
れ状電極に送られ、このようにして弾性表面波遅延線発
振器が構成される。圧電基板上を伝搬する弾性表面波の
速度はその圧電基板の温度に依存する。この伝搬速度は
弾性表面波を介する発振器の発振周波数に相関する。つ
まり温度変化を伝搬経路上の弾性表面波の速度変化と対
応する形で発振周波数の変化として取り出すことが可能
となる。本発明によれば、伝搬経路である圧電基板上に
有機薄膜を設け、その膜厚を伝搬経路上の表面波の周波
数に対応する波長のほぼ１／１０に等しいかまたはそれ
以下にしたことにより、温度変化に対する発振周波数の
変化率を、前記有機薄膜を設けていないときに比べて増
大できる。しかも、温度変化と発振周波数の変化率との
直線的相関性は前記有機薄膜を設けていないときと変わ
らないから、１／１０波長厚の薄膜付き弾性表面波素子
でなる本発明の構成は温度センサーとしての感度をさら
に向上できる。つまり、本発明では、温度変化に対する
発振周波数の変化率の直線的相関性が良いことと、その
直線の勾配が大きいことによる作用との相乗効果によ
り、温度センサーとしての感度の向上を実現している。
動時、２組のすだれ状電極のうち１組のすだれ状電極に
増幅器から電気信号が送られる。その電気信号の周波数
のうち該すだれ状電極の周期と対応する中心周波数と同
じ周波数の電気信号のみが弾性表面波に変換されて圧電
基板上を伝搬し、圧電基板上を伝搬するに従って消耗さ
れながらもう１組のすだれ状電極に至る。このもう１組
のすだれ状電極においては、このようにして伝搬した弾
性表面波が、再び電気信号に変換されて発振器の増幅器
に送りもどされる。増幅器では圧電基板上における弾性
表面波の消耗分と、すだれ状電極での変換効率の損失分
とを補うだけの利得が与えられて再び最初の１組のすだ
れ状電極に送られ、このようにして弾性表面波遅延線発
振器が構成される。圧電基板上を伝搬する弾性表面波の
速度はその圧電基板の温度に依存する。この伝搬速度は
弾性表面波を介する発振器の発振周波数に相関する。つ
まり温度変化を伝搬経路上の弾性表面波の速度変化と対
応する形で発振周波数の変化として取り出すことが可能
となる。本発明によれば、伝搬経路である圧電基板上に
有機薄膜を設け、その膜厚を伝搬経路上の表面波の周波
数に対応する波長のほぼ１／１０に等しいかまたはそれ
以下にしたことにより、温度変化に対する発振周波数の
変化率を、前記有機薄膜を設けていないときに比べて増
大できる。しかも、温度変化と発振周波数の変化率との
直線的相関性は前記有機薄膜を設けていないときと変わ
らないから、１／１０波長厚の薄膜付き弾性表面波素子
でなる本発明の構成は温度センサーとしての感度をさら
に向上できる。つまり、本発明では、温度変化に対する
発振周波数の変化率の直線的相関性が良いことと、その
直線の勾配が大きいことによる作用との相乗効果によ
り、温度センサーとしての感度の向上を実現している。
【０００８】圧電基板上に設ける有機薄膜を、弾性表面
波の伝搬経路上、つまり圧電基板上の２組のすだれ状電
極の間に設けることにより、２組の前記すだれ状電極間
を伝搬する弾性表面波の振動が効率よく前記有機薄膜に
伝搬する。従って、前記有機薄膜の温度特性が２組の前
記すだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に効率
よく反映されるから、温度変化に対する発振周波数の変
化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
波の伝搬経路上、つまり圧電基板上の２組のすだれ状電
極の間に設けることにより、２組の前記すだれ状電極間
を伝搬する弾性表面波の振動が効率よく前記有機薄膜に
伝搬する。従って、前記有機薄膜の温度特性が２組の前
記すだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に効率
よく反映されるから、温度変化に対する発振周波数の変
化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
【０００９】圧電基板上に設ける有機薄膜を、２組のす
だれ状電極が設けられている側の圧電基板の面全体に設
けることにより、２組の前記すだれ状電極間を伝搬する
弾性表面波の振動が効率よく前記有機薄膜に伝搬する。
従って、前記有機薄膜の温度特性が２組の前記すだれ状
電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に効率よく反映さ
れるから、温度変化に対する発振周波数の変化率を増大
でき、温度センサーとしての感度を向上できる。
だれ状電極が設けられている側の圧電基板の面全体に設
けることにより、２組の前記すだれ状電極間を伝搬する
弾性表面波の振動が効率よく前記有機薄膜に伝搬する。
従って、前記有機薄膜の温度特性が２組の前記すだれ状
電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に効率よく反映さ
れるから、温度変化に対する発振周波数の変化率を増大
でき、温度センサーとしての感度を向上できる。
【００１０】前記圧電基板が LiNbO3 でなることによ
り、温度変化に対する、２組の前記すだれ状電極間を伝
搬する弾性表面波の周波数の変化率を増大できるような
結晶構造を有する有機薄膜を前記圧電基板上に形成する
ことができる。従って温度変化に対する発振周波数の変
化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
り、温度変化に対する、２組の前記すだれ状電極間を伝
搬する弾性表面波の周波数の変化率を増大できるような
結晶構造を有する有機薄膜を前記圧電基板上に形成する
ことができる。従って温度変化に対する発振周波数の変
化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
【００１１】前記有機薄膜がＰ−ニトロアセトアニリド
でなることにより、温度変化に対する、２組の前記すだ
れ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を増
大できる。従って、温度センサーとしての感度を向上で
きる。
でなることにより、温度変化に対する、２組の前記すだ
れ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を増
大できる。従って、温度センサーとしての感度を向上で
きる。
【００１２】前記有機薄膜が２ーアセトアミドー４ーニ
トローＮ,Ｎジメチルアニリンでなることにより、温度
変化に対する、２組の前記すだれ状電極間を伝搬する弾
性表面波の周波数の変化率を増大できる。従って、温度
センサーとしての感度を向上できる。
トローＮ,Ｎジメチルアニリンでなることにより、温度
変化に対する、２組の前記すだれ状電極間を伝搬する弾
性表面波の周波数の変化率を増大できる。従って、温度
センサーとしての感度を向上できる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の弾性表面波温度センサーの一
実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電基板１と、
すだれ状電極２と、すだれ状電極３と、有機薄膜４と、
増幅器５と、周波数カウンター６とからなる。圧電基板
１は 128゜rot.Y cut X LiNbO3 でなる。すだれ状電極
２、３は金またはアルミニウムでなるが、両者の特性に
大きな差異はみられない。有機薄膜４はＰ−ニトロアセ
トアニリドでなる。圧電基板１上にすだれ状電極２、３
を設け、増幅器５を図１に示す位置に設置すると遅延線
発振器が構成される。すだれ状電極２、３は入出力とも
同じ形状で、対数は 10mm、交叉幅は 1.4mm、入出力す
だれ状電極間の距離は約 3.96mm、電極周期 2p は 80μ
m または 40μm である。この場合の弾性表面波の速度
v は 3960m/s であることから、2p=80μm のときの中心
周波数は約 50MHz、2p=40μm のときの中心周波数は約
100MHz となる。つまり、本実施例は中心周波数が 50MH
zまたは 100MHz の遅延線発振器から成る。遅延線発振
器の伝搬経路上には真空蒸着法によって有機薄膜４を設
けた。マスク技術により薄膜層を長方形に形成し、伝搬
方向の長さは 2mm、それに垂直な方向の長さは 3mm と
した。有機薄膜の膜厚は中心周波数が 50MHz の遅延線
発振器では 2μm で、この値は波長つまり 80μm の１
／４０に相当し、中心周波数が 100MHz の遅延線発振器
では 1μm または 4μm で、この値は波長つまり 40μm
のそれぞれ１／４０および１／１０に相当する。
実施例を示す斜視図である。本実施例は圧電基板１と、
すだれ状電極２と、すだれ状電極３と、有機薄膜４と、
増幅器５と、周波数カウンター６とからなる。圧電基板
１は 128゜rot.Y cut X LiNbO3 でなる。すだれ状電極
２、３は金またはアルミニウムでなるが、両者の特性に
大きな差異はみられない。有機薄膜４はＰ−ニトロアセ
トアニリドでなる。圧電基板１上にすだれ状電極２、３
を設け、増幅器５を図１に示す位置に設置すると遅延線
発振器が構成される。すだれ状電極２、３は入出力とも
同じ形状で、対数は 10mm、交叉幅は 1.4mm、入出力す
だれ状電極間の距離は約 3.96mm、電極周期 2p は 80μ
m または 40μm である。この場合の弾性表面波の速度
v は 3960m/s であることから、2p=80μm のときの中心
周波数は約 50MHz、2p=40μm のときの中心周波数は約
100MHz となる。つまり、本実施例は中心周波数が 50MH
zまたは 100MHz の遅延線発振器から成る。遅延線発振
器の伝搬経路上には真空蒸着法によって有機薄膜４を設
けた。マスク技術により薄膜層を長方形に形成し、伝搬
方向の長さは 2mm、それに垂直な方向の長さは 3mm と
した。有機薄膜の膜厚は中心周波数が 50MHz の遅延線
発振器では 2μm で、この値は波長つまり 80μm の１
／４０に相当し、中心周波数が 100MHz の遅延線発振器
では 1μm または 4μm で、この値は波長つまり 40μm
のそれぞれ１／４０および１／１０に相当する。
【００１４】図１の弾性表面波温度センサーの駆動時、
すだれ状電極２、３に増幅器５から電気信号が送られる
と、その電気信号の周波数のうちすだれ状電極２の示す
中心周波数とその近傍の周波数の電気信号のみが弾性表
面波に変換されて伝搬経路上つまり有機薄膜４が設けら
れているところの圧電基板１上を伝搬し、次第に消耗さ
れながらすだれ状電極３に至る。すだれ状電極３におい
ては、このようにして伝搬した弾性表面波が再び電気信
号に変換されて増幅器５に送りもどされる。増幅器５で
は伝搬経路上における弾性表面波の消耗分とすだれ状電
極の変換効率の損失分の電気信号が増幅されて再びすだ
れ状電極２に送られ、このようにして弾性表面波遅延線
発振器が構成される。周波数カウンター６を図１に示す
位置に設置することによりこの遅延線発振器が駆動して
いるときの発振周波数、つまり伝搬経路上を伝搬する弾
性表面波の周波数に等しい発振周波数を測定できる。伝
搬経路上の温度は伝搬経路上を伝搬する弾性表面波の周
波数と相関するので、伝搬経路上の温度を図１の弾性表
面波温度センサーが駆動しているときの発振周波数で表
すことが可能となる。
すだれ状電極２、３に増幅器５から電気信号が送られる
と、その電気信号の周波数のうちすだれ状電極２の示す
中心周波数とその近傍の周波数の電気信号のみが弾性表
面波に変換されて伝搬経路上つまり有機薄膜４が設けら
れているところの圧電基板１上を伝搬し、次第に消耗さ
れながらすだれ状電極３に至る。すだれ状電極３におい
ては、このようにして伝搬した弾性表面波が再び電気信
号に変換されて増幅器５に送りもどされる。増幅器５で
は伝搬経路上における弾性表面波の消耗分とすだれ状電
極の変換効率の損失分の電気信号が増幅されて再びすだ
れ状電極２に送られ、このようにして弾性表面波遅延線
発振器が構成される。周波数カウンター６を図１に示す
位置に設置することによりこの遅延線発振器が駆動して
いるときの発振周波数、つまり伝搬経路上を伝搬する弾
性表面波の周波数に等しい発振周波数を測定できる。伝
搬経路上の温度は伝搬経路上を伝搬する弾性表面波の周
波数と相関するので、伝搬経路上の温度を図１の弾性表
面波温度センサーが駆動しているときの発振周波数で表
すことが可能となる。
【００１５】図２は中心周波数が 50MHz の遅延線発振
器から成る図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対
する挿入損失と遅延時間との関係を示す特性図である。
ただし、実線は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、破線は有機薄膜４を設けたときの特性を示す。
器から成る図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対
する挿入損失と遅延時間との関係を示す特性図である。
ただし、実線は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、破線は有機薄膜４を設けたときの特性を示す。
【００１６】図３は中心周波数が 100MHz の遅延線発振
器から成る図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対
する挿入損失と遅延時間との関係を示す特性図である。
ただし、実線は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、破線は膜厚が 4μm の有機薄膜４を設けたときの特
性を示す。
器から成る図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対
する挿入損失と遅延時間との関係を示す特性図である。
ただし、実線は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、破線は膜厚が 4μm の有機薄膜４を設けたときの特
性を示す。
【００１７】図４は中心周波数が 50MHz の遅延線発振
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける発振
のスペクトルを示す特性図である。Fo は基本波を示
し、Fa、Fb、Fc はそれぞれ２、３、４次の高調波を示
す。Fo は 47.6MHz であって、Fa、Fb、Fc は Fo に対
しそれぞれ約 -42、-49、-45 dB に抑えられており、有
機薄膜４を設けたときにも、有機薄膜を設けていないと
きと同様に正常に発振することを示す。
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける発振
のスペクトルを示す特性図である。Fo は基本波を示
し、Fa、Fb、Fc はそれぞれ２、３、４次の高調波を示
す。Fo は 47.6MHz であって、Fa、Fb、Fc は Fo に対
しそれぞれ約 -42、-49、-45 dB に抑えられており、有
機薄膜４を設けたときにも、有機薄膜を設けていないと
きと同様に正常に発振することを示す。
【００１８】図５は中心周波数が 50MHz の遅延線発振
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける温度
と発振周波数の変化量との関係を示す特性図である。た
だし、○印は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、△印は有機薄膜４を設けたときの特性を示す。温度
とともに発振周波数が減少することは本図により明らか
であり、有機薄膜４を設けたときには有機薄膜を設けて
いないときに比べて温度勾配が大きくなっていることが
わかる。有機薄膜を設けていないときの温度係数は -7
7.5ppm/゜Cであり、有機薄膜４を設けたときの温度係数
は -100.0ppm/゜C であった。
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける温度
と発振周波数の変化量との関係を示す特性図である。た
だし、○印は有機薄膜を設けていないときの特性を示
し、△印は有機薄膜４を設けたときの特性を示す。温度
とともに発振周波数が減少することは本図により明らか
であり、有機薄膜４を設けたときには有機薄膜を設けて
いないときに比べて温度勾配が大きくなっていることが
わかる。有機薄膜を設けていないときの温度係数は -7
7.5ppm/゜Cであり、有機薄膜４を設けたときの温度係数
は -100.0ppm/゜C であった。
【００１９】図６は中心周波数が 100MHz の遅延線発振
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける温度
と発振周波数の変化量との関係を示す特性図である。た
だし、○印は有機薄膜を設けていないとき、△印は膜厚
が1 μm の有機薄膜４を設けたとき、□印は膜厚が 4
μm の有機薄膜４を設けたときの特性を示す。有機薄膜
４を設けたときには有機薄膜を設けていないときに比べ
て温度勾配が大きく、しかも膜厚が大きいほど温度勾配
が大きくなっていることがわかる。有機薄膜を設けてい
ないときの温度係数は -77.5ppm/゜C であり、膜厚が 1
μm の有機薄膜４を設けたときの温度係数は -84.2ppm/
゜C、膜厚が 4μm の有機薄膜４を設けたときの温度係数
は -153.3ppm/゜C であった。
器から成る図１の弾性表面波温度センサーにおける温度
と発振周波数の変化量との関係を示す特性図である。た
だし、○印は有機薄膜を設けていないとき、△印は膜厚
が1 μm の有機薄膜４を設けたとき、□印は膜厚が 4
μm の有機薄膜４を設けたときの特性を示す。有機薄膜
４を設けたときには有機薄膜を設けていないときに比べ
て温度勾配が大きく、しかも膜厚が大きいほど温度勾配
が大きくなっていることがわかる。有機薄膜を設けてい
ないときの温度係数は -77.5ppm/゜C であり、膜厚が 1
μm の有機薄膜４を設けたときの温度係数は -84.2ppm/
゜C、膜厚が 4μm の有機薄膜４を設けたときの温度係数
は -153.3ppm/゜C であった。
【００２０】図７は図１の弾性表面波温度センサーにお
ける温度と表面波の減衰量との関係を示す特性図であ
る。だたし、●印は 50MHz の遅延線発振器を使用し有
機薄膜を設けていないとき、▲は 50MHz の遅延線発振
器を使用し有機薄膜４を設けたとき、○印は 100MHz の
遅延線発振器を使用し有機薄膜を設けていないとき、△
印は 100MHz の遅延線発振器を使用し膜厚が 1 μm の
有機薄膜４を設けたとき、□印は 100MHz の遅延線発振
器を使用し膜厚が 4 μm の有機薄膜４を設けたときの
特性を示す。 50MHz の弾性表面波温度センサーでは温
度の上昇とともに減衰量が増加している。 100MHz、膜
厚 4 μm の弾性表面波温度センサーでは温度の上昇に
対し減衰量はＮ字型の曲線となっている。有機薄膜を設
けていない弾性表面波温度センサーおよび、 100MHz、
膜厚 1 μm の弾性表面波温度センサーでは温度の変化
に対し減衰量がほとんど変化していない。
ける温度と表面波の減衰量との関係を示す特性図であ
る。だたし、●印は 50MHz の遅延線発振器を使用し有
機薄膜を設けていないとき、▲は 50MHz の遅延線発振
器を使用し有機薄膜４を設けたとき、○印は 100MHz の
遅延線発振器を使用し有機薄膜を設けていないとき、△
印は 100MHz の遅延線発振器を使用し膜厚が 1 μm の
有機薄膜４を設けたとき、□印は 100MHz の遅延線発振
器を使用し膜厚が 4 μm の有機薄膜４を設けたときの
特性を示す。 50MHz の弾性表面波温度センサーでは温
度の上昇とともに減衰量が増加している。 100MHz、膜
厚 4 μm の弾性表面波温度センサーでは温度の上昇に
対し減衰量はＮ字型の曲線となっている。有機薄膜を設
けていない弾性表面波温度センサーおよび、 100MHz、
膜厚 1 μm の弾性表面波温度センサーでは温度の変化
に対し減衰量がほとんど変化していない。
【００２１】なお、有機薄膜として２ーアセトアミドー
４ーニトローＮ,Ｎジメチルアニリンを採用した場合に
も本実施例と同様な効果が見られることが確認された。
４ーニトローＮ,Ｎジメチルアニリンを採用した場合に
も本実施例と同様な効果が見られることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】本発明の弾性表面波温度センサーによれ
ば、弾性表面波の伝搬経路上に有機薄膜を設けたことに
より、温度変化に対する発振周波数の変化率を有機薄膜
を設けていないときに比べて増加することができる。ま
た、その有機薄膜の膜厚を発振周波数に相当する波長の
ほぼ１／１０に等しいかまたはそれ以下にしたことによ
り、温度変化に対する発振周波数の変化率を、前記有機
薄膜を設けていないときに比べてさらに増大できる。し
かも、温度変化と発振周波数の変化率との直線的相関性
は有機薄膜を設けていないときの特性がそのまま維持さ
れているので、有機薄膜を設けたことにより温度センサ
ーとしての感度をさらに向上できる。つまり、本発明で
は、温度変化に対する発振周波数の変化率の直線的相関
性が良いことと、その直線の勾配が大きいことによる作
用との相乗効果により、温度センサーとしての感度の向
上を実現している。
ば、弾性表面波の伝搬経路上に有機薄膜を設けたことに
より、温度変化に対する発振周波数の変化率を有機薄膜
を設けていないときに比べて増加することができる。ま
た、その有機薄膜の膜厚を発振周波数に相当する波長の
ほぼ１／１０に等しいかまたはそれ以下にしたことによ
り、温度変化に対する発振周波数の変化率を、前記有機
薄膜を設けていないときに比べてさらに増大できる。し
かも、温度変化と発振周波数の変化率との直線的相関性
は有機薄膜を設けていないときの特性がそのまま維持さ
れているので、有機薄膜を設けたことにより温度センサ
ーとしての感度をさらに向上できる。つまり、本発明で
は、温度変化に対する発振周波数の変化率の直線的相関
性が良いことと、その直線の勾配が大きいことによる作
用との相乗効果により、温度センサーとしての感度の向
上を実現している。
【００２３】有機薄膜を、圧電基板上の２組のすだれ状
電極の間に設けた構造を採用することにより、この２組
のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の振動が効率よ
くその有機薄膜に伝搬するから、有機薄膜の温度特性が
２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に
効率よく反映される。従って温度変化に対する発振周波
数の変化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向
上できる。
電極の間に設けた構造を採用することにより、この２組
のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の振動が効率よ
くその有機薄膜に伝搬するから、有機薄膜の温度特性が
２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数に
効率よく反映される。従って温度変化に対する発振周波
数の変化率を増大でき、温度センサーとしての感度を向
上できる。
【００２４】有機薄膜を、２組のすだれ状電極が設けら
れている側の圧電基板の面全体に設けた構造を採用する
ことにより、マスキング技術を使用する必要がないだけ
でなく、２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の
振動が効率よくその有機薄膜に伝搬する。従って、有機
薄膜の温度特性が２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性
表面波の発振周波数に効率よく反映されるから、温度変
化に対する発振周波数の変化率を増大でき、温度センサ
ーとしての感度を向上できる。
れている側の圧電基板の面全体に設けた構造を採用する
ことにより、マスキング技術を使用する必要がないだけ
でなく、２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の
振動が効率よくその有機薄膜に伝搬する。従って、有機
薄膜の温度特性が２組のすだれ状電極間を伝搬する弾性
表面波の発振周波数に効率よく反映されるから、温度変
化に対する発振周波数の変化率を増大でき、温度センサ
ーとしての感度を向上できる。
【００２５】圧電基板として LiNbO3 単結晶を採用する
ことにより、温度変化に対し、２組のすだれ状電極間を
伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を増大できるよう
な結晶構造を有する有機薄膜を圧電基板上に形成するこ
とができる。従って温度変化に対する発振周波数の変化
率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
ことにより、温度変化に対し、２組のすだれ状電極間を
伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を増大できるよう
な結晶構造を有する有機薄膜を圧電基板上に形成するこ
とができる。従って温度変化に対する発振周波数の変化
率を増大でき、温度センサーとしての感度を向上でき
る。
【００２６】有機薄膜がＰ−ニトロアセトアニリド、ま
たは２ーアセトアミドー４ーニトローＮ,Ｎジメチルア
ニリンでなることにより、温度変化に対する、２組のす
だれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を
増大できる。従って、温度センサーとしての感度を向上
できる。
たは２ーアセトアミドー４ーニトローＮ,Ｎジメチルア
ニリンでなることにより、温度変化に対する、２組のす
だれ状電極間を伝搬する弾性表面波の周波数の変化率を
増大できる。従って、温度センサーとしての感度を向上
できる。
【図１】本発明の弾性表面波温度センサーの一実施例を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図２】中心周波数が 50MHz の遅延線発振器から成る
図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対する挿入損
失と遅延時間との関係を示す特性図。
図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対する挿入損
失と遅延時間との関係を示す特性図。
【図３】中心周波数が 100MHz の遅延線発振器から成る
図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対する挿入損
失と遅延時間との関係を示す特性図。
図１の弾性表面波温度センサーの周波数に対する挿入損
失と遅延時間との関係を示す特性図。
【図４】中心周波数が 50MHz の遅延線発振器から成る
図１の弾性表面波温度センサーにおいて発振波形のスペ
クトル解析を示す特性図。
図１の弾性表面波温度センサーにおいて発振波形のスペ
クトル解析を示す特性図。
【図５】中心周波数が 50MHz の遅延線発振器から成る
図１の弾性表面波温度センサーにおける温度と発振周波
数の変化量との関係を示す特性図。
図１の弾性表面波温度センサーにおける温度と発振周波
数の変化量との関係を示す特性図。
【図６】中心周波数が 100MHz の遅延線発振器から成る
図１の弾性表面波温度センサーにおける温度と発振周波
数の変化量との関係を示す特性図。
図１の弾性表面波温度センサーにおける温度と発振周波
数の変化量との関係を示す特性図。
【図７】図１の弾性表面波温度センサーにおける温度と
表面波の減衰量との関係を示す特性図。
表面波の減衰量との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１ 圧電基板
２ すだれ状電極
３ すだれ状電極
４ 有機薄膜
５ 増幅器
６ 周波数カウンター
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の温度に対し所定の発振周波数を示
す弾性表面波遅延線発振器を備え、前記発振器の遅延線
が圧電基板と、この圧電基板の一方の面上に形成されて
いる２組のすだれ状電極とからなり、前記発振器の発振
周波数で温度を表わす弾性表面波温度センサーにおい
て、 前記すだれ状電極が設けられている側の前記圧電基板の
表面のうちで、少なくとも一部分の領域が有機薄膜で覆
われ、 その有機薄膜で覆われた領域は２組の前記すだれ状電極
の間にあり、 該有機薄膜の膜厚は前記発振周波数に相当する波長のほ
ぼ１／１０に等しいかまたはそれ以下であることを特徴
とする弾性表面波温度センサー。 - 【請求項２】 前記有機薄膜で覆われた領域は前記すだ
れ状電極が設けられている側の前記圧電基板の表面全域
であることを特徴とする請求項１に記載の弾性表面波温
度センサー。 - 【請求項３】 前記圧電基板が LiNbO3 で、前記有機薄
膜がＰ−ニトロアセトアニリドまたは２ーアセトアミド
ー４ーニトローＮ,Ｎジメチルアニリンでなることを特
徴とする請求項１または２に記載の弾性表面波温度セン
サー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21602691A JPH0534210A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 弾性表面波温度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21602691A JPH0534210A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 弾性表面波温度センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534210A true JPH0534210A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16682135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21602691A Pending JPH0534210A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 弾性表面波温度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042430A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Denso Corp | 流量検出装置 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP21602691A patent/JPH0534210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042430A (ja) * | 2010-08-23 | 2012-03-01 | Denso Corp | 流量検出装置 |
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