JPS635228A - 温度又は圧力センサ - Google Patents
温度又は圧力センサInfo
- Publication number
- JPS635228A JPS635228A JP61149257A JP14925786A JPS635228A JP S635228 A JPS635228 A JP S635228A JP 61149257 A JP61149257 A JP 61149257A JP 14925786 A JP14925786 A JP 14925786A JP S635228 A JPS635228 A JP S635228A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- sensor
- antenna coil
- ultrasonic transducer
- temperature
- 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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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は温度又は圧力センサ。殊に生体内の温度又は圧
力測定用のセ／すに関する。
力測定用のセ／すに関する。
（従来技術） ′
近年生物学、医学上の研究或は特にガンの治療等を目的
として生体内各部の温度或は圧力を測定する為長期間生
体内に埋込んだ無電源セ／すと生体外の測定器との間を
有線にて接続することなしに測定する方法が提案されて
いる。
として生体内各部の温度或は圧力を測定する為長期間生
体内に埋込んだ無電源セ／すと生体外の測定器との間を
有線にて接続することなしに測定する方法が提案されて
いる。
上述の如き測温又は圧力測定方法としては。
アンテナ・コイルに水晶振動子と超音波トランスジュー
サーとを接続したセンサを生体内の所望の位置に外科的
に埋込み生体外から所要周波数の電磁エネルギを照射し
該エネルギを前記アンテナ・コイルを介して前記水晶振
動子に与え該振動子がこれに共感する際の電流によって
前記超音波トランスジューサーを制御することにより発
生する超音波を生体外から観測する方法がある（特願昭
６０−０２１５４２参照）。
サーとを接続したセンサを生体内の所望の位置に外科的
に埋込み生体外から所要周波数の電磁エネルギを照射し
該エネルギを前記アンテナ・コイルを介して前記水晶振
動子に与え該振動子がこれに共感する際の電流によって
前記超音波トランスジューサーを制御することにより発
生する超音波を生体外から観測する方法がある（特願昭
６０−０２１５４２参照）。
この際使用する温度又は圧力センサ及び該センサから発
する超音波を生体外から検出するピックアップ装置とし
ては第２図（ａｌに示すものが一般的である。
する超音波を生体外から検出するピックアップ装置とし
ては第２図（ａｌに示すものが一般的である。
即ち、同図に於いてＸは８ＭＨ２近傍に直列共振点をも
つ水晶振動子であってこれと閉ル−プをなす如くアンテ
ナコイルＬ１と超音波トランスジューサーＳＷを接続し
てセンサとし生体内の所要部に埋め込むと共に該センサ
に最寄の生体表面にアンテナ・コイルＬ２を位置＜Ｌめ
これに８ＭＨｚ近傍の電磁波を発生する可変周波数発振
器１と周波数計２とからなる送信部と超音波マイクロホ
ン３．高周波増幅器４及びレベルメータ６などからなる
受信部で測定系を構成する。
つ水晶振動子であってこれと閉ル−プをなす如くアンテ
ナコイルＬ１と超音波トランスジューサーＳＷを接続し
てセンサとし生体内の所要部に埋め込むと共に該センサ
に最寄の生体表面にアンテナ・コイルＬ２を位置＜Ｌめ
これに８ＭＨｚ近傍の電磁波を発生する可変周波数発振
器１と周波数計２とからなる送信部と超音波マイクロホ
ン３．高周波増幅器４及びレベルメータ６などからなる
受信部で測定系を構成する。
測定にあたっては可変周波数発掘器１の出力をこれに接
続したアンテナ・コイルＬ２を介して上述のセｙすに照
射すると共に該センサが発振する前記超音波をマイクロ
ホン３によって受信しその電気信号を高周波アンプ４に
於いて所要レベルまで増幅したのちレベルメータ６によ
って監視しつつ前記可変周波数発掘器１の発掘周波数を
変化せしめ前記レベルメータの読みが最大となる点で上
述のセンサの水晶振動子の共振周波数を検出することが
できる（第２図（ｃ）参照）。
続したアンテナ・コイルＬ２を介して上述のセｙすに照
射すると共に該センサが発振する前記超音波をマイクロ
ホン３によって受信しその電気信号を高周波アンプ４に
於いて所要レベルまで増幅したのちレベルメータ６によ
って監視しつつ前記可変周波数発掘器１の発掘周波数を
変化せしめ前記レベルメータの読みが最大となる点で上
述のセンサの水晶振動子の共振周波数を検出することが
できる（第２図（ｃ）参照）。
従って、上述のセンサに組込んだ水晶振動子Ｘの共振周
波数と温度又は圧力との関係が既知であれば生体内の温
度又は圧力を正確に測定することができる。
波数と温度又は圧力との関係が既知であれば生体内の温
度又は圧力を正確に測定することができる。
又、このような測定に用いる生体内埋込み用セッサの構
成は、従来第２図（ｂｌに示すようなものが一般的であ
った。
成は、従来第２図（ｂｌに示すようなものが一般的であ
った。
しかしながらこのような構成を有するセンサは水晶振動
子Ｘに対して超音波トランスジューサＳＷ及びアンテナ
・コイルＬ１か１夕１１に接続されているためにこの閉
回路を流れる電流の最大点は、該水晶振動子の持つ直列
共振周波数（ｆＳ ）より低い方向にずれた周波数とな
る。斯くの如くセンサの共振周波数がその中に組み込ま
れた水晶振動子の自己共振周波数で定義し得ない以上周
波数校正等の測定を要し検査工数を複雑化しコストを上
昇させるという欠陥があった。また、該超音波トランス
ジューサーのイ／ゆ ビーダンス、特に直列抵抗分が高いと該閉回路のＱ値が
大幅に低下しセ／すとしての機能が劣化するのみならず
生体内に埋込むセンサの如く小型のものが要求される場
合には超音波トランスジューサーを小型化する必要があ
るが斯くすることによりその１ンビーダンスが上昇しこ
の結果雑音の影響を受けやすくなるという欠陥があった
。
子Ｘに対して超音波トランスジューサＳＷ及びアンテナ
・コイルＬ１か１夕１１に接続されているためにこの閉
回路を流れる電流の最大点は、該水晶振動子の持つ直列
共振周波数（ｆＳ ）より低い方向にずれた周波数とな
る。斯くの如くセンサの共振周波数がその中に組み込ま
れた水晶振動子の自己共振周波数で定義し得ない以上周
波数校正等の測定を要し検査工数を複雑化しコストを上
昇させるという欠陥があった。また、該超音波トランス
ジューサーのイ／ゆ ビーダンス、特に直列抵抗分が高いと該閉回路のＱ値が
大幅に低下しセ／すとしての機能が劣化するのみならず
生体内に埋込むセンサの如く小型のものが要求される場
合には超音波トランスジューサーを小型化する必要があ
るが斯くすることによりその１ンビーダンスが上昇しこ
の結果雑音の影響を受けやすくなるという欠陥があった
。
（発明の目的）
本発明は上述した如き従来の超音波センサの欠陥を除去
するためになされたものであって。
するためになされたものであって。
センサの機能がこれに組み込まれる水晶振動子の自己共
振周波数とＱ値によって定義されかつＳ／Ｎを向上する
ことを可能とした回路構成を有する温度又は圧カセノサ
を提供することを目的とする。
振周波数とＱ値によって定義されかつＳ／Ｎを向上する
ことを可能とした回路構成を有する温度又は圧カセノサ
を提供することを目的とする。
（発明の概要）
上述の目的を達成するため本発明に係るセンサは前記セ
ンサのアンテナ・コイルと並列に水晶振動子等の圧電振
動子と超音波トランスジューサーとを接続し閉回路を構
成する。
ンサのアンテナ・コイルと並列に水晶振動子等の圧電振
動子と超音波トランスジューサーとを接続し閉回路を構
成する。
又、共振特性を制御すぺ〈アンテナ・コイルと超音波ト
ランスジューサーとのインビーダンス整合を行ない、こ
れら両者の合成インピーダンスと圧！振動子の直列共感
インピーダンスとの比を適切に選択するよう構成したも
のである。
ランスジューサーとのインビーダンス整合を行ない、こ
れら両者の合成インピーダンスと圧！振動子の直列共感
インピーダンスとの比を適切に選択するよう構成したも
のである。
（発明の実施例）
以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明する
。第１図（ａｌは本発明の一実施例を示す回路図である
。同図においてＬ！はアンテナ・コイルであって共振周
波数が８ＭＨｚ近傍の水晶振動子Ｘと並列にセラミック
振動子を用いた超音波トランスジューサーＳＷを接続す
る。
。第１図（ａｌは本発明の一実施例を示す回路図である
。同図においてＬ！はアンテナ・コイルであって共振周
波数が８ＭＨｚ近傍の水晶振動子Ｘと並列にセラミック
振動子を用いた超音波トランスジューサーＳＷを接続す
る。
このように構成したセンサの超音波出力の周波数特性は
従来のものとは逆になり第１図（ｂｌの如くとなる。即
ちアンテナ・コイルＬ１にテ受信した電磁波エネルギー
が水晶振動子Ｘの共振点近傍ではこの水晶振動子に吸収
されるため超音波トランスジューサーＳＷから送出する
超音波エネルギーは減少し、水晶振動子Ｘの直列共振点
で最小となる。この特性は水晶振動子Ｘの共振特性がそ
のままデイツプ現象として表われるからこのセンサを用
いた測定系の動作メカニズムは従来のものと実質的に同
様であり単に検出レベルの最大、最小の関係を逆にする
だけでよい。
従来のものとは逆になり第１図（ｂｌの如くとなる。即
ちアンテナ・コイルＬ１にテ受信した電磁波エネルギー
が水晶振動子Ｘの共振点近傍ではこの水晶振動子に吸収
されるため超音波トランスジューサーＳＷから送出する
超音波エネルギーは減少し、水晶振動子Ｘの直列共振点
で最小となる。この特性は水晶振動子Ｘの共振特性がそ
のままデイツプ現象として表われるからこのセンサを用
いた測定系の動作メカニズムは従来のものと実質的に同
様であり単に検出レベルの最大、最小の関係を逆にする
だけでよい。
第３図（ａｔ 、’（ｂ）および（ｃｌは本発明の他の
実施例を示す図であって、同図（ａ）はアンテナ・コイ
ルＬ１に並列にコンデ／すＣを挿入して並列共振回路を
構成し水晶振動子Ｘの共振点近傍の周波数に同調をとる
ことによってアンテナ・コイルの内部インピーダンスと
超音波トランスジューサーＳＷとのインピーダンス整合
をとると共にこれらの合成インピーダンスと水晶振動子
のインピーダンスの比を適切に選ぶことによって前記デ
イツプ現象におけるデイツプを深く出来るようにしたも
のである。
実施例を示す図であって、同図（ａ）はアンテナ・コイ
ルＬ１に並列にコンデ／すＣを挿入して並列共振回路を
構成し水晶振動子Ｘの共振点近傍の周波数に同調をとる
ことによってアンテナ・コイルの内部インピーダンスと
超音波トランスジューサーＳＷとのインピーダンス整合
をとると共にこれらの合成インピーダンスと水晶振動子
のインピーダンスの比を適切に選ぶことによって前記デ
イツプ現象におけるデイツプを深く出来るようにしたも
のである。
父、＄３図（ｂｌおよび、（Ｃ）は、超音波トランスジ
ューサーのインピーダンスが比較的低い場合に用いる回
路であってアンテナ・コイルＬ１を２次コイルＬ３付ま
たはタップ付としてインピーダンス整合を行なった実施
例である。
ューサーのインピーダンスが比較的低い場合に用いる回
路であってアンテナ・コイルＬ１を２次コイルＬ３付ま
たはタップ付としてインピーダンス整合を行なった実施
例である。
このような並列回路において、水晶振動子のＱを低下さ
せずに用いるためには、アンテナ・コイルＬ１の並列抵
抗が出来るだけ高いものを用い更にセンサとしての感度
を上げるためにはアンテナ・コイ／Ｌ／Ｌ１と超音波ト
ランスジューサーＳＷとのインピーダンス整合をとるこ
とが重要である。
せずに用いるためには、アンテナ・コイルＬ１の並列抵
抗が出来るだけ高いものを用い更にセンサとしての感度
を上げるためにはアンテナ・コイ／Ｌ／Ｌ１と超音波ト
ランスジューサーＳＷとのインピーダンス整合をとるこ
とが重要である。
同、センサの具体的構成は、温度セッサの場合には第４
図に示す如く超音波トランスジューサーＳＷと水晶振動
子Ｘとの間にフェライト・コア７に巻いたコイルＬ１を
配置しその周囲をテフロン等の生体適合物質被膜９にて
被覆すればよく、又、圧力センサの場合には第５図（ａ
）に示す如く一般的な水晶振動子Ｘの両主面外周に金属
ダイアフラム１０を固定しその収縮による共振周波数の
変化を利用するか或はベローズ１１中に封止した双音叉
水晶振動子Ｘの圧縮又は引張りに基づく共振周波数変動
を利用すべくこれらを前記第４図の温度検出用水晶振動
子Ｘと置換すればよい。
図に示す如く超音波トランスジューサーＳＷと水晶振動
子Ｘとの間にフェライト・コア７に巻いたコイルＬ１を
配置しその周囲をテフロン等の生体適合物質被膜９にて
被覆すればよく、又、圧力センサの場合には第５図（ａ
）に示す如く一般的な水晶振動子Ｘの両主面外周に金属
ダイアフラム１０を固定しその収縮による共振周波数の
変化を利用するか或はベローズ１１中に封止した双音叉
水晶振動子Ｘの圧縮又は引張りに基づく共振周波数変動
を利用すべくこれらを前記第４図の温度検出用水晶振動
子Ｘと置換すればよい。
（発明の効果）
本発明は以上説明し友ように構成するものであるから９
部品間のインピーダンス整合がと９やすくかつ水晶振動
子の共振点をそのまま温度又は圧力の情報として利用で
きしかもＱ値が大幅に低下しないため安定な測゛定を行
う上で効果的である。
部品間のインピーダンス整合がと９やすくかつ水晶振動
子の共振点をそのまま温度又は圧力の情報として利用で
きしかもＱ値が大幅に低下しないため安定な測゛定を行
う上で効果的である。
第１図（ａ）及び（ｂｌは夫々本発明の一実施例を示す
回路図及び周波数特性図、第２図１ａｌ乃至（ｃｌは夫
々生体内温度測定の一実施例を示す原理図。 従来のセンサ回路図及び周波数特性図、第３図（ａ）
、 （ｂｌ及び（ｃｌは夫々本発明の他の実施例を示す
回路図、第４図は本発明に係る温度センサの具体的構成
の一実施例を示す断面図、第５図（ａｌ及び（ｂｌは夫
々圧力センサとして使用すべき水晶振動子の異った構成
を示す断面図である。 Ｌ１及ヒＬ ２・・・・・・・・・アンテナ・コイルＬ
３・・・・・・・・・２次コイル Ｘ・・・・・・・・・圧電振動子（水晶振動子）ＳＷ・
・・・・・・・・超音波トランスジューサー特許出願人
東洋通信機株式会社 ＳＷ 第 ４ 図 篇 ぢ 図
回路図及び周波数特性図、第２図１ａｌ乃至（ｃｌは夫
々生体内温度測定の一実施例を示す原理図。 従来のセンサ回路図及び周波数特性図、第３図（ａ）
、 （ｂｌ及び（ｃｌは夫々本発明の他の実施例を示す
回路図、第４図は本発明に係る温度センサの具体的構成
の一実施例を示す断面図、第５図（ａｌ及び（ｂｌは夫
々圧力センサとして使用すべき水晶振動子の異った構成
を示す断面図である。 Ｌ１及ヒＬ ２・・・・・・・・・アンテナ・コイルＬ
３・・・・・・・・・２次コイル Ｘ・・・・・・・・・圧電振動子（水晶振動子）ＳＷ・
・・・・・・・・超音波トランスジューサー特許出願人
東洋通信機株式会社 ＳＷ 第 ４ 図 篇 ぢ 図
Claims (2)
- （１）共振周波数が温度又は圧力依存性をもった圧電振
動子にアンテナ・コイルと超音波トランスジューサーと
をそれぞれ並列に接続したことを特徴とする温度又は圧
力センサ。 - （２）前記アンテナ・コイルにタップ又は２次コイルを
設けて、アンテナ、コイルの内部インピーダンスと超音
波トランスジューサーの インピーダンスとを整合せしめることを特徴とする特許
請求の範囲（１）記載の温度又は圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149257A JPS635228A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 温度又は圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149257A JPS635228A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 温度又は圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635228A true JPS635228A (ja) | 1988-01-11 |
Family
ID=15471302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61149257A Pending JPS635228A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 温度又は圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS635228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007035004A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Epson Toyocom Corporation | 双音叉型圧電振動素子、及び圧力センサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534410A (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-17 | Masakiyo Negishi | Device for transmitting information wave using resonator |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61149257A patent/JPS635228A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534410A (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-17 | Masakiyo Negishi | Device for transmitting information wave using resonator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007035004A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Epson Toyocom Corporation | 双音叉型圧電振動素子、及び圧力センサ |
| US7677105B2 (en) | 2005-09-26 | 2010-03-16 | Epson Toyocom Corporation | Double-ended tuning fork type piezoelectric resonator and pressure sensor |
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