JPH07198428A - 弾性表面波センサ - Google Patents
弾性表面波センサInfo
- Publication number
- JPH07198428A JPH07198428A JP5335626A JP33562693A JPH07198428A JP H07198428 A JPH07198428 A JP H07198428A JP 5335626 A JP5335626 A JP 5335626A JP 33562693 A JP33562693 A JP 33562693A JP H07198428 A JPH07198428 A JP H07198428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- surface acoustic
- acoustic wave
- sensor member
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ部材の組み込みを容易にし、またセン
サ部材とＩＤＴ電極との接触を無くす。 【構成】 圧電性基板１は漏洩弾性表面波を伝搬できる
材料にされ、その表面には弾性表面波を励起するＩＤＴ
電極２と、基板１を伝搬してくる漏洩弾性表面波を電気
信号に変換するＩＤＴ電極３を形成し、基板１の裏面中
央部には窪み部１Ａを形成し、該窪み部１Ａにセンサ部
材４を貼り付ける。これにより、基板を伝搬する漏洩弾
性表面波の音速をセンサ部材のセンシング状態に応じて
変化させるセンサを構成する。センサ部材とＩＤＴ電極
は、互いに分離した面に位置して接触を無くし、その損
傷を防止すると共に作製を容易にする。窪み部を設ける
ことによりセンサ部材を基板表面から浅く位置させ漏洩
弾性表面波に対するセンサ感度を高める。
サ部材とＩＤＴ電極との接触を無くす。 【構成】 圧電性基板１は漏洩弾性表面波を伝搬できる
材料にされ、その表面には弾性表面波を励起するＩＤＴ
電極２と、基板１を伝搬してくる漏洩弾性表面波を電気
信号に変換するＩＤＴ電極３を形成し、基板１の裏面中
央部には窪み部１Ａを形成し、該窪み部１Ａにセンサ部
材４を貼り付ける。これにより、基板を伝搬する漏洩弾
性表面波の音速をセンサ部材のセンシング状態に応じて
変化させるセンサを構成する。センサ部材とＩＤＴ電極
は、互いに分離した面に位置して接触を無くし、その損
傷を防止すると共に作製を容易にする。窪み部を設ける
ことによりセンサ部材を基板表面から浅く位置させ漏洩
弾性表面波に対するセンサ感度を高める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性表面波を利用した
センサに関する。
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のセンサは、図３に示すように、
圧電性基板１の両側にすだれ状のＩＤＴ（インター・デ
ィジタル・トランスデューサ）電極２、３を形成し、電
極間になる基板１面にセンサ部材４を付着させる。
圧電性基板１の両側にすだれ状のＩＤＴ（インター・デ
ィジタル・トランスデューサ）電極２、３を形成し、電
極間になる基板１面にセンサ部材４を付着させる。
【０００３】この構成において、ＩＤＴ電極２には高周
波信号源５から所定周波数の信号を印加し、ＩＤＴ電極
２で励起された弾性表面波をＩＤＴ電極３に伝搬させ、
このＩＤＴ電極３の電気機械結合による出力周波数を計
測器６で測定する。
波信号源５から所定周波数の信号を印加し、ＩＤＴ電極
２で励起された弾性表面波をＩＤＴ電極３に伝搬させ、
このＩＤＴ電極３の電気機械結合による出力周波数を計
測器６で測定する。
【０００４】センサ部材４は、基板１面に付着されるこ
とで基板１を伝搬する弾性表面波の音速を低下させる。
その度合いは、センサ部材４のセンシング状態に対応す
る。これにより、計測器６で計測される周波数は、セン
サ部材４のセンシング状態により変化し、この周波数変
化をセンサ出力として利用することができる。
とで基板１を伝搬する弾性表面波の音速を低下させる。
その度合いは、センサ部材４のセンシング状態に対応す
る。これにより、計測器６で計測される周波数は、セン
サ部材４のセンシング状態により変化し、この周波数変
化をセンサ出力として利用することができる。
【０００５】例えば、湿度センサを構成するには、セン
サ部材４をセレン薄膜や炭素膜とし、その水分の吸収度
合いに応じて基板１の音速を変化させる。また、ガスセ
ンサは、ホルムアルデヒド脱水素酵素とその補酵素を水
晶基板の塗布膜としてホルムアルデヒドの濃度を周波数
変化として検出する。また、臭いセンサは、水晶振動子
が持つ微量質量の高検出感度を利用して臭いの元となる
化学物質を周波数変化として検出する。さらに、苦みセ
ンサや金属の腐食センサなどにもそれぞれのセンサ部材
を使った応用がなされる。
サ部材４をセレン薄膜や炭素膜とし、その水分の吸収度
合いに応じて基板１の音速を変化させる。また、ガスセ
ンサは、ホルムアルデヒド脱水素酵素とその補酵素を水
晶基板の塗布膜としてホルムアルデヒドの濃度を周波数
変化として検出する。また、臭いセンサは、水晶振動子
が持つ微量質量の高検出感度を利用して臭いの元となる
化学物質を周波数変化として検出する。さらに、苦みセ
ンサや金属の腐食センサなどにもそれぞれのセンサ部材
を使った応用がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来構成において、Ｉ
ＤＴ電極を設けた基板表面でセンシングを行う方法で
は、基板１自体が極めて小さくなることから、センサ作
製に際してＩＤＴ電極２、３とセンサ部材４が接触する
恐れがある。
ＤＴ電極を設けた基板表面でセンシングを行う方法で
は、基板１自体が極めて小さくなることから、センサ作
製に際してＩＤＴ電極２、３とセンサ部材４が接触する
恐れがある。
【０００７】このため、ＩＤＴ電極やセンサ部材に損傷
を与えることがある。また、電極間の短絡が起きないよ
うＩＤＴ電極の保護のための保護膜形成等の対策を取ら
なければならない。
を与えることがある。また、電極間の短絡が起きないよ
うＩＤＴ電極の保護のための保護膜形成等の対策を取ら
なければならない。
【０００８】本発明の目的は、センサ部材の組み込みを
容易にし、またセンサ部材とＩＤＴ電極との接触を無く
した構造の弾性表面波センサを提供することにある。
容易にし、またセンサ部材とＩＤＴ電極との接触を無く
した構造の弾性表面波センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、一方の表面が平板状にされ他方の裏面が
平板状でその中央部に窪み部を形成し、表面に漏洩弾性
表面波を伝搬する圧電性基板と、前記基板の表面の両側
部の一方の部位で電気機械結合を得、信号源によって励
起された弾性表面波を発生する第１のＩＤＴ電極と、前
記基板の表面の両側部の他方の部位で電気機械結合を
得、該基板を伝搬してくる漏洩弾性表面波の周波数変化
をセンサ出力として得る第２のＩＤＴ電極と、前記基板
の窪み部に設けられ、前記基板を伝搬する漏洩弾性表面
波の音速をセンシング状態に応じて変化させるセンサ部
材とを備えたことを特徴とする。
決を図るため、一方の表面が平板状にされ他方の裏面が
平板状でその中央部に窪み部を形成し、表面に漏洩弾性
表面波を伝搬する圧電性基板と、前記基板の表面の両側
部の一方の部位で電気機械結合を得、信号源によって励
起された弾性表面波を発生する第１のＩＤＴ電極と、前
記基板の表面の両側部の他方の部位で電気機械結合を
得、該基板を伝搬してくる漏洩弾性表面波の周波数変化
をセンサ出力として得る第２のＩＤＴ電極と、前記基板
の窪み部に設けられ、前記基板を伝搬する漏洩弾性表面
波の音速をセンシング状態に応じて変化させるセンサ部
材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】圧電性基板を伝搬する弾性表面波として、波の
エネルギーが基板表面に集中しているが、波が伝搬する
際にバルク波を基板内に放射しながら伝搬する漏洩弾性
表面波（リーキー波、疑似弾性表面波）を利用する。
エネルギーが基板表面に集中しているが、波が伝搬する
際にバルク波を基板内に放射しながら伝搬する漏洩弾性
表面波（リーキー波、疑似弾性表面波）を利用する。
【００１１】これにより、センサ部材をＩＤＴ電極が設
けられる表面に位置させるという制約を無くし、基板の
裏面に設けて漏洩弾性表面波の周波数変化作用素とする
と共に、ＩＤＴ電極とは反対の基板面に設けてＩＤＴ電
極との接触を無くす。
けられる表面に位置させるという制約を無くし、基板の
裏面に設けて漏洩弾性表面波の周波数変化作用素とする
と共に、ＩＤＴ電極とは反対の基板面に設けてＩＤＴ電
極との接触を無くす。
【００１２】漏洩弾性表面波に対するセンサ部材の作用
は、基板が薄いほど効果的であるが、基板を薄く形成す
ると保持構造や基板強度が問題となる。そこで、基板は
比較的厚くし、基板中央部には窪みを形成して該部位に
センサ部材を設ける。
は、基板が薄いほど効果的であるが、基板を薄く形成す
ると保持構造や基板強度が問題となる。そこで、基板は
比較的厚くし、基板中央部には窪みを形成して該部位に
センサ部材を設ける。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す素子断面図
である。
である。
【００１４】圧電性基板１は、一方の表面が平板状にさ
れ、その両側部にＩＤＴ電極２、３が形成される。ま
た、圧電性基板１は、他方の裏面が中央部に窪み部１Ａ
を有して平板状に形成される。窪み部１Ａにはセンサ部
材４が貼り付けられる。
れ、その両側部にＩＤＴ電極２、３が形成される。ま
た、圧電性基板１は、他方の裏面が中央部に窪み部１Ａ
を有して平板状に形成される。窪み部１Ａにはセンサ部
材４が貼り付けられる。
【００１５】この圧電性基板１は、漏洩弾性表面波を伝
搬する材料にされる。例えば、水晶基板やＬｉＴａＯ3
基板、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7基板があり、特に零温度係数のカッ
トになるＬＳＴカット水晶基板が好ましい。
搬する材料にされる。例えば、水晶基板やＬｉＴａＯ3
基板、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7基板があり、特に零温度係数のカッ
トになるＬＳＴカット水晶基板が好ましい。
【００１６】本実施例において、ＩＤＴ電極２は高周波
信号源が接続され、電気機械結合によって圧電性基板１
に漏洩弾性表面波を発生する。ＩＤＴ電極３は、圧電性
基板１の表面を伝搬してくる漏洩弾性表面波を電気機械
結合によって電気信号に変換し、計測器への出力を得
る。
信号源が接続され、電気機械結合によって圧電性基板１
に漏洩弾性表面波を発生する。ＩＤＴ電極３は、圧電性
基板１の表面を伝搬してくる漏洩弾性表面波を電気機械
結合によって電気信号に変換し、計測器への出力を得
る。
【００１７】ここで、圧電性基板１を伝搬する漏洩弾性
表面波が基板１内面に放射するバルク波がセンサ部材４
のセンシング状態によって影響を受け、結果的に漏洩弾
性表面波の伝搬速度が変化する。この速度変化によって
ＩＤＴ電極３で変換する信号の周波数変化として捉える
センサを構成できる。
表面波が基板１内面に放射するバルク波がセンサ部材４
のセンシング状態によって影響を受け、結果的に漏洩弾
性表面波の伝搬速度が変化する。この速度変化によって
ＩＤＴ電極３で変換する信号の周波数変化として捉える
センサを構成できる。
【００１８】本実施例によれば、センサ部材４とＩＤＴ
電極２、３とは圧電性基板１の表面と裏面に分離され
る。これにより、従来の構造で問題となるセンサ部材と
ＩＤＴ電極との接触による損傷を無くし、また保護膜の
形成を不要にする。
電極２、３とは圧電性基板１の表面と裏面に分離され
る。これにより、従来の構造で問題となるセンサ部材と
ＩＤＴ電極との接触による損傷を無くし、また保護膜の
形成を不要にする。
【００１９】また、本実施例では、圧電性基板１の窪み
部１Ａにセンサ部材１を貼り付けるようにしたため、圧
電性基板１の表面から比較的浅い位置にセンサ部材１を
配置でき、センサ部材１が与える漏洩弾性表面波の伝搬
速度変化への効果を高め、センサ感度を下げることは少
ない。
部１Ａにセンサ部材１を貼り付けるようにしたため、圧
電性基板１の表面から比較的浅い位置にセンサ部材１を
配置でき、センサ部材１が与える漏洩弾性表面波の伝搬
速度変化への効果を高め、センサ感度を下げることは少
ない。
【００２０】図２は、本発明の他の実施例を示す。同図
が図１と異なる部分は、圧電性基板１の窪み部１Ａの形
成に、センサ部材４を貼り付ける面部分のみとしたこと
にある。
が図１と異なる部分は、圧電性基板１の窪み部１Ａの形
成に、センサ部材４を貼り付ける面部分のみとしたこと
にある。
【００２１】すなわち、圧電性基板１の窪み部１Ａは、
センサ部材４を取り囲む構造になり、センサ部材４の幅
方向にも壁部１Ｂを持つ構造になる。この構造は、圧電
性基板１の窪み部１Ａをエッチングで形成することによ
って実現される。
センサ部材４を取り囲む構造になり、センサ部材４の幅
方向にも壁部１Ｂを持つ構造になる。この構造は、圧電
性基板１の窪み部１Ａをエッチングで形成することによ
って実現される。
【００２２】本実施例では前記の実施例と同様の作用効
果を得ることができるのに加えて、壁部１Ｂを持つこと
から窪み部１Ａ面をＩＤＴ電極側表面に対して浅く形成
するも基板１に十分な曲げ強度を持たせることができ
る。これにより、センサ部材４を基板表面に一層近く配
置でき、センサ感度を高める効果がある。
果を得ることができるのに加えて、壁部１Ｂを持つこと
から窪み部１Ａ面をＩＤＴ電極側表面に対して浅く形成
するも基板１に十分な曲げ強度を持たせることができ
る。これにより、センサ部材４を基板表面に一層近く配
置でき、センサ感度を高める効果がある。
【００２３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、漏洩弾
性表面波を利用することによりＩＤＴ電極を形成する面
とセンサ部材を配置する面とを圧電性基板の表面と裏面
に分離する構造としたため、ＩＤＴ電極とセンサ部材の
接触が無くなり、ＩＤＴ電極とセンサ部材の作製を容易
にし、しかも互いの接触による損傷を確実に防止する効
果がある。
性表面波を利用することによりＩＤＴ電極を形成する面
とセンサ部材を配置する面とを圧電性基板の表面と裏面
に分離する構造としたため、ＩＤＴ電極とセンサ部材の
接触が無くなり、ＩＤＴ電極とセンサ部材の作製を容易
にし、しかも互いの接触による損傷を確実に防止する効
果がある。
【００２４】また、センサ部材の貼り付けには圧電性基
板に窪み部を設ける構造としたため、基板の厚みを比較
的厚くしてその強度に十分なものを得ると共に、センサ
部材を漏洩弾性表面波の伝搬面から比較的浅く位置させ
てセンサ感度を高めることができる。
板に窪み部を設ける構造としたため、基板の厚みを比較
的厚くしてその強度に十分なものを得ると共に、センサ
部材を漏洩弾性表面波の伝搬面から比較的浅く位置させ
てセンサ感度を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す素子断面図。
【図２】他の実施例を示す素子断面図。
【図３】従来の素子斜視図。
１…圧電性基板 ２、３…ＩＤＴ電極 ４…センサ部材 ５…信号源 ６…計測器 １Ａ…窪み部 １Ｂ…壁部
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の表面が平板状にされ他方の裏面が
平板状でその中央部に窪み部を形成し、表面に漏洩弾性
表面波を伝搬する圧電性基板と、 前記基板の表面の両側部の一方の部位で電気機械結合を
得、信号源によって励起された弾性表面波を発生する第
１のＩＤＴ電極と、 前記基板の表面の両側部の他方の部位で電気機械結合を
得、該基板を伝搬してくる漏洩弾性表面波の周波数変化
をセンサ出力として得る第２のＩＤＴ電極と、 前記基板の窪み部に設けられ、前記基板を伝搬する漏洩
弾性表面波の音速をセンシング状態に応じて変化させる
センサ部材とを備えたことを特徴とする弾性表面波セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335626A JPH07198428A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 弾性表面波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335626A JPH07198428A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 弾性表面波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198428A true JPH07198428A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18290700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335626A Pending JPH07198428A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 弾性表面波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07198428A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19856951A1 (de) * | 1998-12-10 | 1999-10-21 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung mechanischer Größen an einem Bauelement |
| WO2005099089A1 (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | 弾性表面波デバイス |
| JPWO2005003752A1 (ja) * | 2003-07-04 | 2006-08-17 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波センサー |
| JP2017072620A (ja) * | 2012-10-29 | 2017-04-13 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波センサ |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335626A patent/JPH07198428A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19856951A1 (de) * | 1998-12-10 | 1999-10-21 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung mechanischer Größen an einem Bauelement |
| JPWO2005003752A1 (ja) * | 2003-07-04 | 2006-08-17 | 株式会社村田製作所 | 弾性表面波センサー |
| US7816837B2 (en) | 2003-07-04 | 2010-10-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Surface acoustic wave sensor |
| WO2005099089A1 (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | 弾性表面波デバイス |
| US7589451B2 (en) | 2004-04-01 | 2009-09-15 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| JP2017072620A (ja) * | 2012-10-29 | 2017-04-13 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波センサ |
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