JPH0611397A - 超音波体温計 - Google Patents
超音波体温計Info
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- JPH0611397A JPH0611397A JP19347292A JP19347292A JPH0611397A JP H0611397 A JPH0611397 A JP H0611397A JP 19347292 A JP19347292 A JP 19347292A JP 19347292 A JP19347292 A JP 19347292A JP H0611397 A JPH0611397 A JP H0611397A
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 弾性表面波の伝搬時間から人体または動物の
体温を算出する超音波体温計を提供する。 【構成】 本発明の超音波体温計の感温部に内蔵されて
いる弾性表面波デバイスのすだれ状電極12,13に電
気信号を入出力すると、すだれ状電極12から13の方
向に弾性表面波を励振することができる。弾性表面波の
伝搬時間は温度に相関するので、前記伝搬時間を遅延線
発振器の発振周波数で表すことにより、体温を該発振周
波数から算出することができる。また、発振周波数の変
化率から体温の変化を表すことも可能である。 【効果】 伝搬経路上に有機薄膜を設けることにより、
体温計としての高感度化をさらに向上できる。
体温を算出する超音波体温計を提供する。 【構成】 本発明の超音波体温計の感温部に内蔵されて
いる弾性表面波デバイスのすだれ状電極12,13に電
気信号を入出力すると、すだれ状電極12から13の方
向に弾性表面波を励振することができる。弾性表面波の
伝搬時間は温度に相関するので、前記伝搬時間を遅延線
発振器の発振周波数で表すことにより、体温を該発振周
波数から算出することができる。また、発振周波数の変
化率から体温の変化を表すことも可能である。 【効果】 伝搬経路上に有機薄膜を設けることにより、
体温計としての高感度化をさらに向上できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電基板の一方の板面
上に少なくとも2組のすだれ状電極を設けて成る弾性表
面波デバイスの2組の前記すだれ状電極間に弾性表面波
を励振し、該弾性表面波の伝搬時間から人体または動物
の体温を検出する超音波体温計に関する。
上に少なくとも2組のすだれ状電極を設けて成る弾性表
面波デバイスの2組の前記すだれ状電極間に弾性表面波
を励振し、該弾性表面波の伝搬時間から人体または動物
の体温を検出する超音波体温計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の体温計の代表的なものとしては水
銀によるもの、サーミスタによるもの等が挙げられる。
水銀による温度計は水銀が温度により膨張することを利
用したもので、ガラス製容器の中に密封された水銀溜め
が感温部としての機能を果たしている。感温部を舌下や
脇の下に挟むことによりガラス壁を通して体温が水銀に
伝わるまでには相当な時間を要し、一般的には5分以
上、臨床学的には少なくとも30分を要する。また、ガ
ラスを使用しているので壊れやすく、水銀を使用してい
ることから乳幼児や痴呆性老人が誤って飲み込んだり噛
み砕いたりすることもあり、大変危険である。さらに、
正確さにも問題がある。サーミスタによる温度計は感温
部に鉄族遷移元素の酸化物から成るp形半導体のセラミ
ックを採用していて、このセラミックの抵抗値が温度と
相関していることを利用したものである。スイッチを入
れることにより使用が可能となるが、使用中に動いたり
することにより誤ってスイッチが切れることもあり、ま
た、再現性が低く正確さに問題がある。
銀によるもの、サーミスタによるもの等が挙げられる。
水銀による温度計は水銀が温度により膨張することを利
用したもので、ガラス製容器の中に密封された水銀溜め
が感温部としての機能を果たしている。感温部を舌下や
脇の下に挟むことによりガラス壁を通して体温が水銀に
伝わるまでには相当な時間を要し、一般的には5分以
上、臨床学的には少なくとも30分を要する。また、ガ
ラスを使用しているので壊れやすく、水銀を使用してい
ることから乳幼児や痴呆性老人が誤って飲み込んだり噛
み砕いたりすることもあり、大変危険である。さらに、
正確さにも問題がある。サーミスタによる温度計は感温
部に鉄族遷移元素の酸化物から成るp形半導体のセラミ
ックを採用していて、このセラミックの抵抗値が温度と
相関していることを利用したものである。スイッチを入
れることにより使用が可能となるが、使用中に動いたり
することにより誤ってスイッチが切れることもあり、ま
た、再現性が低く正確さに問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の体温計は感温部
が体温を感知し平衡に達するまでにかなりの時間を要す
るばかりでなく正確さにも問題があった。その上、乳幼
児や痴呆性老人などが使用する場合には危険が伴うこと
もあった。本発明の目的は、検温時間が短く、精度が良
く、使用方法が簡単で、安全で、小型軽量で、低消費電
力駆動が可能で、人体や動物の被検温部に長時間装着す
ることにより経時的測定が可能な超音波体温計を提供す
ることにある。
が体温を感知し平衡に達するまでにかなりの時間を要す
るばかりでなく正確さにも問題があった。その上、乳幼
児や痴呆性老人などが使用する場合には危険が伴うこと
もあった。本発明の目的は、検温時間が短く、精度が良
く、使用方法が簡単で、安全で、小型軽量で、低消費電
力駆動が可能で、人体や動物の被検温部に長時間装着す
ることにより経時的測定が可能な超音波体温計を提供す
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の超音波
体温計は、圧電基板の一方の板面上に少なくとも2組の
すだれ状電極を設けて成る弾性表面波デバイスの2組の
前記すだれ状電極間に弾性表面波を励振し、該2組のす
だれ状電極間を伝搬する弾性表面波の伝搬時間から人体
または動物の体温を算出する超音波体温計において、前
記すだれ状電極は前記弾性表面波の波長にほぼ等しい電
極周期長を有し、前記弾性表面波デバイスは不活性な気
体が充填されているか又は真空の密閉室中に格納されて
いることを特徴とする。
体温計は、圧電基板の一方の板面上に少なくとも2組の
すだれ状電極を設けて成る弾性表面波デバイスの2組の
前記すだれ状電極間に弾性表面波を励振し、該2組のす
だれ状電極間を伝搬する弾性表面波の伝搬時間から人体
または動物の体温を算出する超音波体温計において、前
記すだれ状電極は前記弾性表面波の波長にほぼ等しい電
極周期長を有し、前記弾性表面波デバイスは不活性な気
体が充填されているか又は真空の密閉室中に格納されて
いることを特徴とする。
【0005】請求項2に記載の超音波体温計は、前記板
面上の少なくとも前記すだれ状電極の間の領域が有機薄
膜で覆われ、該有機薄膜の膜厚は前記弾性表面波の波長
のほぼ1/10に等しいか又はそれ以下であることを特
徴とする。
面上の少なくとも前記すだれ状電極の間の領域が有機薄
膜で覆われ、該有機薄膜の膜厚は前記弾性表面波の波長
のほぼ1/10に等しいか又はそれ以下であることを特
徴とする。
【0006】請求項3に記載の超音波体温計は、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、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,
Nジメチルアニリン、又は2−アセトアミド−4−ニト
ロ−N,Nジメチルアニリンで成ることを特徴とする。
電基板がLiNbO3 で、前記有機薄膜がP−ニトロア
セトアニリド、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,
Nジメチルアニリン、又は2−アセトアミド−4−ニト
ロ−N,Nジメチルアニリンで成ることを特徴とする。
【0007】請求項4に記載の超音波体温計は、前記2
組のすだれ状電極のうちの一方の組で弾性表面波を励振
し他方の組で該弾性表面波を受信し、前記一方組のすだ
れ状電極を励振する電気信号と前記他方の組のすだれ状
電極から出力される電気信号との位相差を検出する手段
と、該位相差から前記体温を算出する手段とを備えるこ
とを特徴とする。
組のすだれ状電極のうちの一方の組で弾性表面波を励振
し他方の組で該弾性表面波を受信し、前記一方組のすだ
れ状電極を励振する電気信号と前記他方の組のすだれ状
電極から出力される電気信号との位相差を検出する手段
と、該位相差から前記体温を算出する手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【0008】請求項5に記載の超音波体温計は、前記弾
性表面波デバイスを遅延素子または共振子とする発振器
を構成し2組の前記すだれ状電極間を伝搬する弾性表面
波の伝搬時間を前記発振器の発振周波数で表し、該発振
周波数から前記体温を算出することを特徴とする。
性表面波デバイスを遅延素子または共振子とする発振器
を構成し2組の前記すだれ状電極間を伝搬する弾性表面
波の伝搬時間を前記発振器の発振周波数で表し、該発振
周波数から前記体温を算出することを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明の超音波体温計は圧電基板とすだれ状電
極とから成る簡単な構造を有する弾性表面波デバイスを
感温部として使用している。前記弾性表面波デバイスに
おける2組の前記すだれ状電極間に弾性表面波を励振
し、該弾性表面波の伝搬時間が温度に相関することを利
用して体温を検出している。前記すだれ状電極は前記弾
性表面波の波長にほぼ等しい電極周期長を有しているこ
とから、2組の前記すだれ状電極間に該すだれ状電極に
応じた波長の弾性表面波を励振させることができる。ま
た、少なくとも前記すだれ状電極の間の領域に有機薄膜
を設けることにより、前記弾性表面波の振動が効率よく
前記有機薄膜が被覆された前記圧電基板に伝搬し、前記
有機薄膜自身の特性が前記弾性表面波の伝搬時間に効率
よく反映され、温度の変化に対する弾性表面波の伝搬時
間の変化率を前記有機薄膜を設けていないときに比べて
増大させることができる。なお、このときの有機薄膜の
膜厚は前記弾性表面波の波長のほぼ1/10に等しいか
またはそれ以下にすることにより、温度変化に対する弾
性表面波の伝搬時間の変化率をさらに増大させることが
できる。さらに、前記有機薄膜を含む前記弾性表面波デ
バイスが不活性な気体が充填された密閉室中に格納され
ていることにより、空気中に含まれる水分やその他の物
質の影響を排除することができる。前記密閉室を人体ま
たは動物の被検温部と接触させることにより該被検温部
と前記弾性表面波デバイスとを熱的平衡にすることがで
きる。このとき、前記弾性表面波デバイスと前記密閉室
との間隙をできるだけ少なくすることにより前記熱的平
衡に達するまでの時間を短縮することができる。このよ
うにして、本発明の超音波体温計は検温時間が短く、精
度も良い。その上、小型軽量で、低消費電力駆動が可能
である。従って、本発明の超音波体温計は特に臨床的な
応用に優れており、たとえば患者の体表面の数カ所に本
発明の超音波体温計を装着することにより前記数カ所に
おける体温を同時に観察することができるから、その患
者の体表面における温度分布の時間応答を知ることがで
きる。
極とから成る簡単な構造を有する弾性表面波デバイスを
感温部として使用している。前記弾性表面波デバイスに
おける2組の前記すだれ状電極間に弾性表面波を励振
し、該弾性表面波の伝搬時間が温度に相関することを利
用して体温を検出している。前記すだれ状電極は前記弾
性表面波の波長にほぼ等しい電極周期長を有しているこ
とから、2組の前記すだれ状電極間に該すだれ状電極に
応じた波長の弾性表面波を励振させることができる。ま
た、少なくとも前記すだれ状電極の間の領域に有機薄膜
を設けることにより、前記弾性表面波の振動が効率よく
前記有機薄膜が被覆された前記圧電基板に伝搬し、前記
有機薄膜自身の特性が前記弾性表面波の伝搬時間に効率
よく反映され、温度の変化に対する弾性表面波の伝搬時
間の変化率を前記有機薄膜を設けていないときに比べて
増大させることができる。なお、このときの有機薄膜の
膜厚は前記弾性表面波の波長のほぼ1/10に等しいか
またはそれ以下にすることにより、温度変化に対する弾
性表面波の伝搬時間の変化率をさらに増大させることが
できる。さらに、前記有機薄膜を含む前記弾性表面波デ
バイスが不活性な気体が充填された密閉室中に格納され
ていることにより、空気中に含まれる水分やその他の物
質の影響を排除することができる。前記密閉室を人体ま
たは動物の被検温部と接触させることにより該被検温部
と前記弾性表面波デバイスとを熱的平衡にすることがで
きる。このとき、前記弾性表面波デバイスと前記密閉室
との間隙をできるだけ少なくすることにより前記熱的平
衡に達するまでの時間を短縮することができる。このよ
うにして、本発明の超音波体温計は検温時間が短く、精
度も良い。その上、小型軽量で、低消費電力駆動が可能
である。従って、本発明の超音波体温計は特に臨床的な
応用に優れており、たとえば患者の体表面の数カ所に本
発明の超音波体温計を装着することにより前記数カ所に
おける体温を同時に観察することができるから、その患
者の体表面における温度分布の時間応答を知ることがで
きる。
【0010】前記圧電基板がLiNbO3 でなることに
より、温度変化に対する弾性表面波の伝搬時間の変化率
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
する前記伝搬時間の変化率を増大でき、体温計としての
感度を向上できる。
より、温度変化に対する弾性表面波の伝搬時間の変化率
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
する前記伝搬時間の変化率を増大でき、体温計としての
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、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,Nジメチル
アニリン、または2−アセトアミド−4−ニトロ−N,
Nジメチルアニリンで成ることにより、温度変化に対す
る弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大できる。従っ
て、体温計としての感度を向上できる。
ド、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,Nジメチル
アニリン、または2−アセトアミド−4−ニトロ−N,
Nジメチルアニリンで成ることにより、温度変化に対す
る弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大できる。従っ
て、体温計としての感度を向上できる。
【0012】2組の前記すだれ状電極間を伝搬する弾性
表面波の伝搬時間を該伝搬時間に相応する種々の因子で
表すことができる。たとえば2組の前記すだれ状電極間
に入出力される電気信号の入出力間の位相差として前記
伝搬時間の変化をとらえることができる。このようにし
て、前記位相差から体温を算出することができる。ま
た、前記弾性表面波デバイスを遅延素子または共振子と
する発振器を構成することにより、前記伝搬時間を前記
発振器の発振周波数としてとらえることができる。この
ようにして該発振周波数から体温を算出することができ
る。
表面波の伝搬時間を該伝搬時間に相応する種々の因子で
表すことができる。たとえば2組の前記すだれ状電極間
に入出力される電気信号の入出力間の位相差として前記
伝搬時間の変化をとらえることができる。このようにし
て、前記位相差から体温を算出することができる。ま
た、前記弾性表面波デバイスを遅延素子または共振子と
する発振器を構成することにより、前記伝搬時間を前記
発振器の発振周波数としてとらえることができる。この
ようにして該発振周波数から体温を算出することができ
る。
【0013】前記密閉室を前記被検温部と所定の期間固
着させ該期間における体温の経時的変化を測定する手段
を含むことにより、入院中の患者等に対しその体調を監
視する上で本発明の超音波体温計は特に効果的である。
また、乳幼児や動き回る動物に対しても安全で効果的で
ある。
着させ該期間における体温の経時的変化を測定する手段
を含むことにより、入院中の患者等に対しその体調を監
視する上で本発明の超音波体温計は特に効果的である。
また、乳幼児や動き回る動物に対しても安全で効果的で
ある。
【0014】
【実施例】図1は本発明の超音波体温計の一実施例を示
す斜視図である。本実施例は感温部1と、ケーブル2
と、信号検出部3とから成る。ケーブル2の両端は感温
部1および信号検出部3にそれぞれ連結されている。感
温部1には弾性表面波デバイスが内蔵されていて、感温
部1は窒素により密封されている。この弾性表面波デバ
イスが感温機能を果たす。ケーブル2は感温部1におい
て得られた電気的情報を信号検出部3に伝達している。
本実施例の使用時、人体の体温を脇の下で検出しようと
する場合、感温部1を脇の下に挟む。感温部1が脇の下
の温度を感知し熱的平衡に達すると信号検出部3におい
て脇の下の体温が表示される。ケーブル2の長さは目的
に応じて設定できるようになっている。ふだん家庭用に
用いる場合にはケーブル2は使用せず感温部1を直接信
号検出部3に接続させることも可能である。また、感温
部1を脇の下に挟みケーブル2を介して信号検出部3を
手に取りながら体温の検出をすることもできる。さら
に、病院で入院中の患者の体温を検出する場合には、ケ
ーブル2の長さを長めにとり別室で医師が該患者の体温
を検出することも可能となる。感温部1は2つの板面と
側面とから成る板状構造を成しているが、一方の板面と
側面とに断熱材を用いもう一方の板面を体表面にあてて
使用することにより、体表面の温度を測定することもで
きる。このようにして、たとえば、患者の体表面の数カ
所に本発明の超音波体温計を装着することにより、前記
数カ所における体温を同時に観察することができるか
ら、その患者の体表面における温度分布とその時間変化
を知ることができる。
す斜視図である。本実施例は感温部1と、ケーブル2
と、信号検出部3とから成る。ケーブル2の両端は感温
部1および信号検出部3にそれぞれ連結されている。感
温部1には弾性表面波デバイスが内蔵されていて、感温
部1は窒素により密封されている。この弾性表面波デバ
イスが感温機能を果たす。ケーブル2は感温部1におい
て得られた電気的情報を信号検出部3に伝達している。
本実施例の使用時、人体の体温を脇の下で検出しようと
する場合、感温部1を脇の下に挟む。感温部1が脇の下
の温度を感知し熱的平衡に達すると信号検出部3におい
て脇の下の体温が表示される。ケーブル2の長さは目的
に応じて設定できるようになっている。ふだん家庭用に
用いる場合にはケーブル2は使用せず感温部1を直接信
号検出部3に接続させることも可能である。また、感温
部1を脇の下に挟みケーブル2を介して信号検出部3を
手に取りながら体温の検出をすることもできる。さら
に、病院で入院中の患者の体温を検出する場合には、ケ
ーブル2の長さを長めにとり別室で医師が該患者の体温
を検出することも可能となる。感温部1は2つの板面と
側面とから成る板状構造を成しているが、一方の板面と
側面とに断熱材を用いもう一方の板面を体表面にあてて
使用することにより、体表面の温度を測定することもで
きる。このようにして、たとえば、患者の体表面の数カ
所に本発明の超音波体温計を装着することにより、前記
数カ所における体温を同時に観察することができるか
ら、その患者の体表面における温度分布とその時間変化
を知ることができる。
【0015】図2は図1の超音波体温計における前記弾
性表面波デバイスを遅延素子とする発振器の一実施例を
示す斜視図である。感温部1に内蔵されている前記弾性
表面波デバイスは圧電基板11と、すだれ状電極12
と、すだれ状電極13と、有機薄膜14とから成る。圧
電基板11は128゜回転YカットX伝搬LiNbO3
で成る。すだれ状電極12,13は金またはアルミニウ
ムで成るが両者の特性に大きな差異はみられない。有機
薄膜14はP−ニトロアセトアニリドで成る。すだれ状
電極12,13は入出力とも同じ形状で、圧電基板11
上に設けられ、弾性表面波の伝搬経路上には真空蒸着法
によって有機薄膜14が設けられている。有機薄膜14
はマスク技術により矩形状に形成され、伝搬方向の長さ
は2mm、それに垂直な方向の長さは3mmである。前
記弾性表面波デバイスに増幅器15と周波数カウンタ1
6を設置することにより遅延線発振器が構成される。増
幅器15も前記弾性表面波デバイスとともに感温部1に
内蔵されている。周波数カウンタ16はケーブル2を介
して信号検出部3に内蔵されている。すだれ状電極1
2,13は、対数が10mm、交叉幅が1.4mm、す
だれ状電極12,13間の距離が約3.96mm、電極
周期長2pが80μm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50MH
z、2p=40μmのときの中心周波数は約100MH
zとなる。つまり、本実施例は中心周波数が50MHz
または100MHzのデバイスを用いた遅延線発振器か
ら成る。有機薄膜4の膜厚は周波数が50MHzの遅延
線発振器では2μmとし、この値は波長つまり80μm
の1/40に相当し、周波数が100MHzの遅延線発
振器では1μmまたは4μmとし、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。
性表面波デバイスを遅延素子とする発振器の一実施例を
示す斜視図である。感温部1に内蔵されている前記弾性
表面波デバイスは圧電基板11と、すだれ状電極12
と、すだれ状電極13と、有機薄膜14とから成る。圧
電基板11は128゜回転YカットX伝搬LiNbO3
で成る。すだれ状電極12,13は金またはアルミニウ
ムで成るが両者の特性に大きな差異はみられない。有機
薄膜14はP−ニトロアセトアニリドで成る。すだれ状
電極12,13は入出力とも同じ形状で、圧電基板11
上に設けられ、弾性表面波の伝搬経路上には真空蒸着法
によって有機薄膜14が設けられている。有機薄膜14
はマスク技術により矩形状に形成され、伝搬方向の長さ
は2mm、それに垂直な方向の長さは3mmである。前
記弾性表面波デバイスに増幅器15と周波数カウンタ1
6を設置することにより遅延線発振器が構成される。増
幅器15も前記弾性表面波デバイスとともに感温部1に
内蔵されている。周波数カウンタ16はケーブル2を介
して信号検出部3に内蔵されている。すだれ状電極1
2,13は、対数が10mm、交叉幅が1.4mm、す
だれ状電極12,13間の距離が約3.96mm、電極
周期長2pが80μm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50MH
z、2p=40μmのときの中心周波数は約100MH
zとなる。つまり、本実施例は中心周波数が50MHz
または100MHzのデバイスを用いた遅延線発振器か
ら成る。有機薄膜4の膜厚は周波数が50MHzの遅延
線発振器では2μmとし、この値は波長つまり80μm
の1/40に相当し、周波数が100MHzの遅延線発
振器では1μmまたは4μmとし、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。
【0016】図2の遅延線発振器の駆動時、すだれ状電
極12,13に増幅器15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12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14が設けら
れているところの圧電基板11上を伝搬しすだれ状電極
13に至る。すだれ状電極13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15に送りもどされる。増幅器15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12
に送られ、このようにして遅延線発振器が構成される。
周波数カウンタ16を図2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2の遅延線発振器が駆動して
いるときの発振周波数で表すことが可能となる。このよ
うにして、感温部1を被検温部と密接させ感温部1に内
蔵されている前記弾性表面波デバイスの温度を被検温部
の温度と平衡にし、その温度を前記遅延線発振器の発振
周波数で表すことが可能となる。しかも、前記温度の変
化率は前記発振周波数の変化率と相関することから、温
度変化を発振周波数の変化という形で表すことも可能で
ある。
極12,13に増幅器15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12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14が設けら
れているところの圧電基板11上を伝搬しすだれ状電極
13に至る。すだれ状電極13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15に送りもどされる。増幅器15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12
に送られ、このようにして遅延線発振器が構成される。
周波数カウンタ16を図2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2の遅延線発振器が駆動して
いるときの発振周波数で表すことが可能となる。このよ
うにして、感温部1を被検温部と密接させ感温部1に内
蔵されている前記弾性表面波デバイスの温度を被検温部
の温度と平衡にし、その温度を前記遅延線発振器の発振
周波数で表すことが可能となる。しかも、前記温度の変
化率は前記発振周波数の変化率と相関することから、温
度変化を発振周波数の変化という形で表すことも可能で
ある。
【0017】図3は周波数が50MHzの図2の遅延線
発振器における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14を設
けたときの特性を示す。
発振器における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14を設
けたときの特性を示す。
【0018】図4は周波数が100MHzの図2の遅延
線発振器における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14を設けたときの特性を示す。
線発振器における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14を設けたときの特性を示す。
【0019】図5は周波数が50MHzの図2の遅延線
発振器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,−45dBに抑えられており、有機薄膜14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。
発振器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,−45dBに抑えられており、有機薄膜14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。
【0020】図6は周波数が50MHzの図2の遅延線
発振器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14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14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−77.5ppm/℃であり、有機薄
膜14を設けたときの温度係数は−100.0ppm/
℃であった。
発振器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14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14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−77.5ppm/℃であり、有機薄
膜14を設けたときの温度係数は−100.0ppm/
℃であった。
【0021】図7は周波数が100MHzの図2の遅延
線発振器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1μmの有機薄膜14を設けた
とき、□印は膜厚が4μmの有機薄膜14を設けたとき
の特性を示す。有機薄膜14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−7
7.5ppm/℃であり、膜厚が1μmの有機薄膜14
を設けたときの温度係数は−82.4ppm/℃、膜厚
が4μmの有機薄膜14を設けたときの温度係数は−1
53.3ppm/℃であった。
線発振器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1μmの有機薄膜14を設けた
とき、□印は膜厚が4μmの有機薄膜14を設けたとき
の特性を示す。有機薄膜14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−7
7.5ppm/℃であり、膜厚が1μmの有機薄膜14
を設けたときの温度係数は−82.4ppm/℃、膜厚
が4μmの有機薄膜14を設けたときの温度係数は−1
53.3ppm/℃であった。
【0022】図8は図2の遅延線発振器における温度と
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の遅延線発振器で有機薄膜を設けてい
ないとき、▲は50MHzの遅延線発振器で有機薄膜1
4を設けたとき、○印は100MHzの遅延線発振器で
有機薄膜を設けていないとき、△印は100MHzの遅
延線発振器で膜厚が1μmの有機薄膜14を設けたと
き、□印は100MHzの遅延線発振器で膜厚が4μm
の有機薄膜14を設けたときの特性を示す。50MHz
の遅延線発振器では温度の上昇とともに減衰量が増加し
ている。100MHz、膜厚4μmの遅延線発振器では
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遅延線発振器および、100M
Hz、膜厚1μmの遅延線発振器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。
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の遅延線発振器で有機薄膜を設けてい
ないとき、▲は50MHzの遅延線発振器で有機薄膜1
4を設けたとき、○印は100MHzの遅延線発振器で
有機薄膜を設けていないとき、△印は100MHzの遅
延線発振器で膜厚が1μmの有機薄膜14を設けたと
き、□印は100MHzの遅延線発振器で膜厚が4μm
の有機薄膜14を設けたときの特性を示す。50MHz
の遅延線発振器では温度の上昇とともに減衰量が増加し
ている。100MHz、膜厚4μmの遅延線発振器では
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遅延線発振器および、100M
Hz、膜厚1μmの遅延線発振器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。
【0023】なお、有機薄膜としてP−ニトロアニリ
ン、P−ニトロ−N,Nジメチルアニリン、または2−
アセトアミド−4−ニトロ−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。
ン、P−ニトロ−N,Nジメチルアニリン、または2−
アセトアミド−4−ニトロ−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。
【0024】
【発明の効果】本発明の超音波体温計は弾性表面波デバ
イスを感温部とする構造を有している。弾性表面波デバ
イスにおける2組のすだれ状電極間に弾性表面波を励振
させ、弾性表面波の伝搬時間が温度に相関することを利
用して体温を検出している。このとき、弾性表面波の伝
搬経路上に有機薄膜を設けた構造を採用することによ
り、弾性表面波の振動が効率よく圧電基板に伝搬し、有
機薄膜自身の特性が弾性表面波の伝搬時間に効率よく反
映され、温度の変化に対する弾性表面波の伝搬時間の変
化率を有機薄膜を設けていないときに比べて増大させる
ことができる。なお、このときの有機薄膜の膜厚は弾性
表面波の波長のほぼ1/10に等しいかまたはそれ以下
にすることにより、温度変化に対する弾性表面波の速度
変化率をさらに増大させることができる。さらに、有機
薄膜を含む弾性表面波デバイスを不活性な気体が充填さ
れた密閉室中に格納する構造を採用することにより、空
気中に含まれる水分やその他の物質の影響を排除するこ
とができる。密閉室を人体または動物の被検温部と接触
させることにより、被検温部と弾性表面波デバイスとを
熱的平衡にすることができる。このとき、弾性表面波デ
バイスと密閉室との間隙をできるだけ少なくすることに
より、熱的平衡に達するまでの時間を短縮することがで
きる。このようにして、本発明の超音波体温計は検温時
間が短く精度も良い。その上、小型軽量で低消費電力駆
動が可能である。従って、本発明の超音波体温計は特に
臨床的な応用に優れており、たとえば、患者の体表面の
数カ所に本発明の超音波体温計を装着することにより、
前記数カ所における体温を同時に観察することができる
から、その患者の体表面における温度分布とその時間変
化を知ることができる。
イスを感温部とする構造を有している。弾性表面波デバ
イスにおける2組のすだれ状電極間に弾性表面波を励振
させ、弾性表面波の伝搬時間が温度に相関することを利
用して体温を検出している。このとき、弾性表面波の伝
搬経路上に有機薄膜を設けた構造を採用することによ
り、弾性表面波の振動が効率よく圧電基板に伝搬し、有
機薄膜自身の特性が弾性表面波の伝搬時間に効率よく反
映され、温度の変化に対する弾性表面波の伝搬時間の変
化率を有機薄膜を設けていないときに比べて増大させる
ことができる。なお、このときの有機薄膜の膜厚は弾性
表面波の波長のほぼ1/10に等しいかまたはそれ以下
にすることにより、温度変化に対する弾性表面波の速度
変化率をさらに増大させることができる。さらに、有機
薄膜を含む弾性表面波デバイスを不活性な気体が充填さ
れた密閉室中に格納する構造を採用することにより、空
気中に含まれる水分やその他の物質の影響を排除するこ
とができる。密閉室を人体または動物の被検温部と接触
させることにより、被検温部と弾性表面波デバイスとを
熱的平衡にすることができる。このとき、弾性表面波デ
バイスと密閉室との間隙をできるだけ少なくすることに
より、熱的平衡に達するまでの時間を短縮することがで
きる。このようにして、本発明の超音波体温計は検温時
間が短く精度も良い。その上、小型軽量で低消費電力駆
動が可能である。従って、本発明の超音波体温計は特に
臨床的な応用に優れており、たとえば、患者の体表面の
数カ所に本発明の超音波体温計を装着することにより、
前記数カ所における体温を同時に観察することができる
から、その患者の体表面における温度分布とその時間変
化を知ることができる。
【0025】圧電基板としてLiNbO3 単結晶を採用
することにより、温度変化に対する弾性表面波の伝搬時
間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
化に対する弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大でき体
温計としての感度を向上できる。
することにより、温度変化に対する弾性表面波の伝搬時
間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
化に対する弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大でき体
温計としての感度を向上できる。
【0026】前記有機薄膜がP−ニトロアセトアニリ
ド、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,Nジメチル
アニリン、または2−アセトアミド−4−ニトロ−N,
Nジメチルアニリンで成ることにより、温度変化に対す
る弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大できる。従っ
て、体温計としての感度を向上できる。
ド、P−ニトロアニリン、P−ニトロ−N,Nジメチル
アニリン、または2−アセトアミド−4−ニトロ−N,
Nジメチルアニリンで成ることにより、温度変化に対す
る弾性表面波の伝搬時間の変化率を増大できる。従っ
て、体温計としての感度を向上できる。
【0027】2組のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面
波の伝搬時間を2組のすだれ状電極間に入出力される電
気信号の入出力間の位相差として表す構造を採用するこ
とにより、その位相差から体温を算出することが可能と
なる。
波の伝搬時間を2組のすだれ状電極間に入出力される電
気信号の入出力間の位相差として表す構造を採用するこ
とにより、その位相差から体温を算出することが可能と
なる。
【0028】弾性表面波デバイスを遅延素子または共振
子とする発振器を構成し2組のすだれ状電極間を伝搬す
る弾性表面波の伝搬時間をその発振器の発振周波数で表
す構造を採用することにより、その発振周波数から体温
を算出することができる。また、温度の変化率が発振周
波数の変化率と相関することから、体温の変化を発振周
波数の変化で表すことも可能である。
子とする発振器を構成し2組のすだれ状電極間を伝搬す
る弾性表面波の伝搬時間をその発振器の発振周波数で表
す構造を採用することにより、その発振周波数から体温
を算出することができる。また、温度の変化率が発振周
波数の変化率と相関することから、体温の変化を発振周
波数の変化で表すことも可能である。
【0029】密閉室を被検温部と所定の期間密接させ、
その期間における体温の経時的変化を測定する構造を採
用することにより、入院中の患者等に対しその体調を監
視する上で本発明の超音波体温計は特に効果的である。
また、乳幼児や動き回る動物に対しても安全で効果的で
ある。
その期間における体温の経時的変化を測定する構造を採
用することにより、入院中の患者等に対しその体調を監
視する上で本発明の超音波体温計は特に効果的である。
また、乳幼児や動き回る動物に対しても安全で効果的で
ある。
【図1】本発明の超音波体温計の一実施例を示す斜視
図。
図。
【図2】図1の超音波体温計における弾性表面波デバイ
スを遅延素子とする発振器の一実施例を示す斜視図。
スを遅延素子とする発振器の一実施例を示す斜視図。
【図3】周波数が50MHzの図2の遅延線発振器にお
ける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。
ける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】周波数が100MHzの図2の遅延線発振器に
おける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。
おける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5】周波数が50MHzの図2の遅延線発振器にお
ける発振波形のスペクトル解析を示す特性図。
ける発振波形のスペクトル解析を示す特性図。
【図6】周波数が50MHzの図2の遅延線発振器にお
ける温度と発振周波数の変化量との関係を示す特性図。
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】周波数が100MHzの図2の遅延線発振器に
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。
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8】図2の遅延線発振器における温度と表面波の減
衰量との関係を示す特性図。
衰量との関係を示す特性図。
1 感温部 2 ケーブル 3 信号検出部 11 圧電基板 12 すだれ状電極 13 すだれ状電極 14 有機薄膜 15 増幅器 16 周波数カウンター
Claims (5)
- 【請求項1】 圧電基板の一方の板面上に少なくとも2
組のすだれ状電極を設けて成る弾性表面波デバイスの2
組の前記すだれ状電極間に弾性表面波を励振し、該2組
のすだれ状電極間を伝搬する弾性表面波の伝搬時間から
人体または動物の体温を算出する超音波体温計におい
て、 前記すだれ状電極は前記弾性表面波の波長にほぼ等しい
電極周期長を有し、 前記弾性表面波デバイスは不活性な気体が充填されてい
るか又は真空の密閉室中に格納されていることを特徴と
する超音波体温計。 - 【請求項2】 前記板面上の少なくとも前記すだれ状電
極の間の領域は有機薄膜で覆われ、該有機薄膜の膜厚は
前記弾性表面波の波長のほぼ1/10に等しいか又はそ
れ以下であることを特徴とする請求項1に記載の超音波
体温計。 - 【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、P−ニトロアニリ
ン、P−ニトロ−N,Nジメチルアニリン、又は2−ア
セトアミド−4−ニトロ−N,Nジメチルアニリンで成
ることを特徴とする請求項1または2に記載の超音波体
温計。 - 【請求項4】 前記2組のすだれ状電極のうちの一方の
組で弾性表面波を励振し、他方の組で該弾性表面波を受
信し、 前記一方組のすだれ状電極を励振する電気信号と前記他
方の組のすだれ状電極から出力される電気信号との位相
差を検出する手段と、該位相差から前記体温を算出する
手段とを備えることを特徴とする請求項1,2または3
に記載の超音波体温計。 - 【請求項5】 前記弾性表面波デバイスを遅延素子また
は共振子とする発振器を構成し、2組の前記すだれ状電
極間を伝搬する弾性表面波の伝搬時間を前記発振器の発
振周波数で表し、該発振周波数から前記体温を算出する
ことを特徴とする請求項1,2または3に記載の超音波
体温計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347292A JPH0611397A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波体温計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19347292A JPH0611397A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波体温計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611397A true JPH0611397A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=16308585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19347292A Pending JPH0611397A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 超音波体温計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611397A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004209126A (ja) * | 2003-01-08 | 2004-07-29 | Sony Corp | 生体情報連動システム |
| JP2009053043A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表面傷検出用超音波探傷方法及び装置 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP19347292A patent/JPH0611397A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004209126A (ja) * | 2003-01-08 | 2004-07-29 | Sony Corp | 生体情報連動システム |
| JP2009053043A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表面傷検出用超音波探傷方法及び装置 |
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