弾性表面波センサ配設構造
【課題】 気泡に影響されることなく液体の特性を正確にかつ安定的に測定する。
【解決手段】 略水平方向に沿って側方から流入した液流は、ＳＡＷセンサ２の反応場としての短絡伝搬路及び開放伝搬路に当たった後、澱むことなく上方へ向けて流れ、液流に含まれ、側方から移動してくる気泡は、収納部本体１２内に滞留することなく収納部本体１２の内壁面の隅部を通過して内壁面に沿って上昇し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路及び開放伝搬路に当たることなく上方へ移動して、収納部本体１２から排出される。
【解決手段】 略水平方向に沿って側方から流入した液流は、ＳＡＷセンサ２の反応場としての短絡伝搬路及び開放伝搬路に当たった後、澱むことなく上方へ向けて流れ、液流に含まれ、側方から移動してくる気泡は、収納部本体１２内に滞留することなく収納部本体１２の内壁面の隅部を通過して内壁面に沿って上昇し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路及び開放伝搬路に当たることなく上方へ移動して、収納部本体１２から排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成し、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）等の弾性波を励振可能な弾性表面波センサが配管等の液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、メタノールを直接燃料電池に供給して発電を行うＤＭＦＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）等の燃料電池が知られている。一般に、燃料電池は、燃料極に燃料を供給し、空気極に酸化剤としての酸素を含む空気を供給して、発電を行う発電装置である。
【０００３】
図９に示すように、こうした燃料電池装置１０１は、セルスタックを含む発電部１０２と、発電後回収されたメタノール水溶液が貯蔵される回収タンク１０３と、補充用のメタノール水溶液が貯蔵される補充タンク１０４と、回収タンク１０３及び補充タンク１０４から供給されたメタノール水溶液が混合され、発電部１０２に供給されるメタノール水溶液が貯蔵される混合タンク１０５とを有している。
【０００４】
混合タンク１０５には、メタノール水溶液の濃度を測定するためのＳＡＷセンサ１０６が配設され、測定された濃度に基づいて、発電部１０２における発電効率が最大になるように、メタノール水溶液の濃度が制御される。
【０００５】
ところで、発電部１０２に流入する際のメタノール水溶液の濃度を正確に測定するためには、ＳＡＷセンサ１０６を、混合タンク１０５から発電部１０２へ至る配管の発電部１０２の直近に配設する（流路に組み込む）必要がある。
【０００６】
図１０は、流路途中に配設されたＳＡＷセンサ１０６を側方から見た状態を示している。同図に示すように、混合タンク１０５から発電部１０２へ至る流路に配設されたセンサ収納部１０７にＳＡＷセンサ１０６が上方から挿入されている。
【０００７】
センサ収納部１０７は、発電部１０２の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ１０６の反応場が配置される収納部本体１０８と、ＳＡＷセンサ１０６が固定されたセンサ固定部材１０９が取り付けられるセンサ取付部１１０と、流入側配管１１１が取り付けられる中空の流入側配管取付部１１２と、流出側配管１１３が中空の結合部材１１４を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部１１５とを有している。
【０００８】
メタノール水溶液の濃度を測定するための被測定物特性装置は、ＳＡＷセンサ１０６と、発振器と、分配器と、検出器と、信号処理部とを有している。ＳＡＷセンサ１０６は、圧電基板に形成された第１センサ部と、第２センサ部とを有している。第１センサ部は、入力電極と出力電極とを有し、入力電極と出力電極との間には、反応場としての短絡伝搬路が形成されている。短絡伝搬路は、圧電基板の表面に形成された金属膜上に設けられている。第２センサ部は、入力電極と出力電極とを有し、入力電極と出力電極との間には、反応場としての開放伝搬路が形成されている。開放伝搬路は、圧電基板の表面に形成され、電気的に開放された開放領域を有する金属膜上に設けられている。
【０００９】
ＳＡＷセンサ１０６では、圧電基板上に置かれた液体状の被測定物の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用している。すなわち、圧電基板上の領域が開放されている場合の出力信号は、電気的相互作用及び力学的相互作用を受けており、圧電基板上の領域が短絡されている場合の出力信号は、力学的相互作用のみを受けている。したがって、両出力信号から力学的相互作用を相殺し、電気的相互作用を抽出することにより、被測定物の比誘電率や導電率、さらに、濃度を求めることができる。
【００１０】
被測定物特性測定装置における被測定物の特性の測定は、測定対象の被測定物を、短絡伝搬路及び開放伝搬路に負荷した状態で、発振器からの高周波の電気信号を分配器で分配して、両入力電極に同一の信号を入力し、両出力電極から出力される信号の振幅比及び位相差を検出器で測定することによって行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
しかしながら、メタノール水溶液を液送する際に、気泡を巻き込んでしまうため、ＳＡＷセンサ１０６が配置されたセンサ収納部１０７内に気泡が滞留し、対象物の特性を正確かつ安定的に測定できない。発明者が、被測定物測定装置を用いて、被測定物として純水について測定を行ったところ、検出器において検出された信号の上記開放時及び短絡時の振幅比の検出結果として、図１１に示すようなデータが得られた。図１１において、曲線Ｌａは短絡時のデータ、曲線Ｌｂは開放時のデータを示す。このように、被測定物（例えば、メタノール水溶液）ではなく、空気の測定値を示すデータが得られてしまう。
【００１２】
また、同様に検出器において検出された信号の上記開放時及び短絡時の位相差の検出結果として、図１２に示すようなデータが得られた。図１２において、曲線Ｌｃは開放時のデータ、曲線Ｌｄは短絡時のデータを示す。この場合も、空気の測定値を示すデータが得られてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２６７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、上記従来技術では、液体に含まれる気泡に影響されて液体の特性を正確にかつ安定的に測定することができないという問題がある。
【００１５】
この発明は、前記の課題を解決し、気泡に影響されることなく液体の特性を正確かつ安定的に測定することができる弾性表面波センサ配設構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成する弾性表面波センサが、前記液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造であって、内部に前記弾性表面波センサが配置された中空のセンサ収納部本体と、前記液体を前記弾性表面波センサに対して側方から流入させるための流入部と、前記液体を前記弾性表面波センサの上方から流出させるための流出部とを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の弾性表面波センサ配設構造であって、前記弾性表面波センサが配置された前記センサ収納部本体の内部において、少なくとも、前記弾性表面波センサの先端部と前記センサ収納部本体の前記流入部の上部の側の内壁面との間に所定の隙間部が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２記載の弾性表面波センサ配設構造であって、前記センサ収納部本体に、前記弾性表面波センサが鉛直方向に略平行な方向に沿って下方から挿入され、前記センサ収納部本体の内部に、前記弾性表面波センサのうち、少なくとも前記液体が負荷される反応場が配置され、前記流入部は、前記液体を水平方向に略平行な方向に沿って前記反応場の側方から少なくともその一部が前記反応場に当たるように流入させ、前記流出部は、前記液体を鉛直方向に略平行な方向に沿って、前記弾性表面波センサの前記先端部の上方から流出させ、前記液体に気泡が含まれる場合に、前記気泡は、前記隙間部を経由して前記センサ収納部本体から排出されるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流入部が、液体を弾性表面波センサに対して側方から流入させ、流出部が、液体を弾性表面波センサの上方から流出させるので、液体に気泡が含まれる場合であっても、少なくとも一部の気泡は、センサ収納部本体のうち、流入部の上部の側の内壁面に沿って移動して、センサ収納部本体から排出されるため、気泡に影響されることなく液体の特性を正確かつ安定的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施の形態によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図である。
【図２】同ＳＡＷセンサによって燃料としてのメタノール水溶液の濃度が測定される燃料電池装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】同被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図である。
【図５】同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【図６】この発明の一実施の形態の変形例によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図である。
【図７】同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図である。
【図８】同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【図９】従来技術を説明するための説明図である。
【図１０】従来技術を説明するための説明図である。
【図１１】従来技術を説明するための説明図である。
【図１２】従来技術を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施の形態によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図、図２は、同ＳＡＷセンサによって燃料としてのメタノール水溶液の濃度が測定される燃料電池装置の構成を模式的に示す図、図３は、同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の構成を説明するための説明図、図４は、同被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図、図５は、同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【００２３】
例えば、図３に示すようなこの実施の形態に係る被測定物特性測定装置１は、ＳＡＷセンサ２を備え、図２に示すような燃料電池装置３等において、発電部４に供給されるメタノール水溶液の濃度を測定するために用いられる。
【００２４】
燃料電池装置３は、図２に示すように、例えば、メタノールを直接燃料電池に供給して発電を行うＤＭＦＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）からなり、セルスタックを含む発電部４と、発電後回収されたメタノール水溶液が貯蔵される回収タンク５と、補充用の比較的高濃度のメタノール水溶液が貯蔵される補充タンク６と、回収タンク５及び補充タンク６から供給されたメタノール水溶液が混合され、発電部４に供給されるメタノール水溶液が貯蔵される混合タンク７とを有している。
【００２５】
図１は、この実施の形態のＳＡＷセンサ取付構造９を側方から見た状態を示している。同図に示すように、ＳＡＷセンサ取付構造９は、混合タンク７から発電部４へ至る流路に配設されたセンサ収納部１１にＳＡＷセンサ２が下方から挿入され、液体がＳＡＷセンサ２に対して側方から流入し、ＳＡＷセンサ２の反応場としての短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６（図３参照。）に当たった後、ＳＡＷセンサ２の上方から流出するように、かつ、ＳＡＷセンサ２の先端部と収納部本体１２の流入側の内壁面との間に、液体に含まれる気泡が通過するための隙間部が形成されて概略構成されている。
【００２６】
センサ収納部１１は、発電部４の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が配置される中空の収納部本体１２と、ＳＡＷセンサ２が固定されたセンサ固定部材１３が取り付けられるセンサ取付部１４と、流入側配管１５が取り付けられる中空の流入側配管取付部１６と、流出側配管１７が中空の結合部材１８を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部１９とを有している。
【００２７】
センサ取付部１４は、使用時に収納部本体１２の下方に配置されるように設けられ、センサ固定部材１３が螺着によって取り付けられる。また、流入側配管取付部１６は、使用時に収納部本体１２の側方に配置されるように設けられ、流入側配管１５が螺着によって取り付けられる。また、流出側配管取付部１９は、使用時に収納部本体１２の上方に配置されるように設けられ、結合部材１８が螺着によって取り付けられる。また、結合部材１８は、下部で流出側配管取付部１９に螺着され、側部で流出側配管１７に螺着される。
【００２８】
また、流入側配管取付部１６、流入側配管１５、流出側配管１７、及び結合部材１８の側部の雌ねじ部は、軸方向が水平方向に略平行となるように配置され、流出側配管取付部１９、及び結合部材１８の下部の雄ねじ部は、軸方向が鉛直方向に略平行となるように配置される。また、センサ取付部１４、及びセンサ固定部材１３は、軸方向が鉛直方向に略平行となるように配置される。また、流入側配管取付部１６は、その径が流入側配管１５の径よりも大きく設定され、流出側配管取付部１９は、その径が流出側配管１７の径よりも大きく設定されている。
【００２９】
なお、図１においては、センサ取付部１４、流入側配管取付部１６、及び流出側配管取付部１９に雌ねじ部が形成され、センサ固定部材１３、流入側配管１５、及び流出側配管１７に雄ねじ部が形成され、結合部材１８の下部に雄ねじ部が、側部に雌ねじ部が形成されている場合について例示している。
【００３０】
こうして、流入側配管取付部１６から略水平方向に沿って収納部本体１２に流入した液体（例えば、メタノール水溶液）は、収納部本体１２内で略鉛直上方へ向きを変えて、流出側配管取付部１９から流出する。
【００３１】
センサ取付部１４は、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が、流入側配管取付部１６から流入してくる液流に当たるように収納部本体１２内に配置されるように、収納部本体１２に取り付けられる。この実施の形態では、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６の面の方向（法線の方向）と、流入側配管１５及び流入側配管取付部１６の軸方向（すなわち、流入方向）とがなす角度が略４５°となるように、ＳＡＷセンサ２が配置される。ここで、図１において、ＳＡＷセンサ２が、その表面側が見える状態で配置されても、裏面側が見える状態で配置されても良い。
【００３２】
また、収納部本体１２は、上記のようにＳＡＷセンサ２が配置された状態で、ＳＡＷセンサ２と収納部本体１２の内壁面（図１中、右斜め上の隅部）との間に、液流に含まれる気泡が通過する隙間部が形成されるように、寸法及び形状が設定されている。
【００３３】
これによって、略水平方向に沿って側方から流入した液流は図１において矢印Ｓａに示す経路に沿って、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たった後、澱むことなく上方へ向けて流れ、液流に含まれ、側方から移動してくる気泡は、矢印Ｓｂに示す経路に沿って（収納部本体１２の内壁面に沿って）、収納部本体１２内に滞留することなく通過して内壁面に沿って上昇し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく上方へ移動し、円滑に排出される。
【００３４】
したがって、液体に気泡が含まれていたとしも、気泡はＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく円滑に排出され、気泡に影響されることなく液体の特性が正確にかつ安定的に測定される。
【００３５】
被測定物測定装置１は、図３に示すように、弾性表面波素子としてのＳＡＷセンサ２と、発振器２２と、分配器２３と、振幅比位相差検出器２４と、パーソナルコンピュータ等からなる信号処理部（不図示）とを有している。この実施の形態では、被測定物特性測定装置１は、メタノール水溶液の濃度を測定するために用いられる。
【００３６】
ＳＡＷセンサ２は、圧電基板２６に形成された第１センサ部２７と、第２センサ部２８とを有している。第１センサ部２７は、櫛形の入力電極２９と出力電極３１とを有し、入力電極２９と出力電極３１との間には、短絡伝搬路３２が形成されている。短絡伝搬路３２は、圧電基板２６の表面に形成された金属膜３３上に設けられている。また、第２センサ部２８は、櫛形の入力電極３４と出力電極３５とを有し、入力電極３４と出力電極３５との間には、開放伝搬路３６が形成されている。開放伝搬路３６は、圧電基板２６の表面に形成され、電気的に開放された開放領域を有する金属膜３７上に設けられている。圧電基板２６としては、すべり弾性表面波（ＳＨ−ＳＡＷ）が伝搬されれば良いが、特に、３６度回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ３を用いることが好ましい。また、金属膜３３，３７は、圧電基板２６上に金等が蒸着されて形成される。
【００３７】
被測定物特性測定装置１においては、測定対象の被測定物（例えば、メタノール水溶液）を、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に負荷した状態で、発振器２２からの高周波の電気信号を分配器２３で分配して、両入力電極２９，３４に同一の信号を入力し、両出力電極３１，３５から出力される信号の振幅比及び位相差を振幅比位相差検出器２４で測定され、信号処理部に出力されて、信号処理部で被測定物の物理的特性（比誘電率や導電率、濃度等）が求められる。
【００３８】
被測定物特性測定装置１を用いて、被測定物として純水について、測定を行ったところ、振幅比位相差検出器２４に入力された、短絡伝搬路３２が形成された第１センサ部２７からの出力信号（短絡時の振幅比）と、開放伝搬路３６が形成された第２センサ部２８からの出力信号（開放時の振幅比）として、図４に示すようなデータが得られた。図４において、曲線Ｌ１は、短絡時のデータ、曲線Ｌ２は開放時のデータを示す。このように、被測定物として純水の特性に対応した常時安定的なデータが得られる。なお、曲線Ｌ１，Ｌ２に示すデータは、所定の基準信号との振幅の比として測定される。
【００３９】
また、同様に振幅比位相差検出器２４に入力された、短絡伝搬路３２が形成された第１センサ部２７からの出力信号（短絡時の位相差）と、開放伝搬路３６が形成された第２センサ部２８からの出力信号（開放時の位相差）として、図５に示すようなデータが得られた。図５において、曲線Ｌ３は開放時のデータ、曲線Ｌ４は短絡時のデータを示す。この場合も、常時安定的なデータが得られる。なお、曲線Ｌ３，Ｌ４に示すデータは、上記所定の基準信号との位相の差として測定される。
【００４０】
こうして、この実施の形態の構成によれば、液体がＳＡＷセンサ２に対して側方から流入し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たった後、ＳＡＷセンサ２の上方から流出し、かつ、液体に含まれる気泡は、収納部本体１２内の隙間部を、収納部本体１２の内壁面に沿って移動して、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく収納部本体１２から排出されるので、気泡に影響されることなく液体の特性を正確に測定することができる。
【００４１】
また、ＳＡＷセンサ２を配管に取り付けるので、測定したい箇所の近傍に配置することができる。これにより、例えば、発電部４に流入する際のメタノール水溶液の濃度を正確に測定することができる。また、例えば、タンクに取り付ける場合と比較して、ＳＡＷセンサ２の取付けも容易に行うことができる。
【００４２】
以上、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、ＳＡＷセンサ２を略鉛直線に沿って下方から挿入した場合について述べたが、例えば、斜め下方から挿入するようにしても良い。この場合、略鉛直線に対して、ＳＡＷセンサ２の挿入方向が、図１において、時計周り又は反時計周りに例えば略４５度までの間の角度をなすようにＳＡＷセンサ２を挿入するようにしても良い。
【００４３】
また、他の配管等との干渉を回避し、かつ、上記隙間部を確保しつつ、流入方向と反対側の側方からＳＡＷセンサ２を挿入しても良い。この場合、例えば、水平方向に略平行な方向でも良いし、斜め下方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）からＳＡＷセンサ２を挿入しても良いし、斜め上方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）からＳＡＷセンサ２を挿入しても良い。
【００４４】
また、流入方向を水平方向に略平行な方向とする場合について述べたが、若干斜め下方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）から流入させるようにしても良いし、若干斜め上方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）から流入させるようにしても良い。また、流出方向を鉛直方向に略平行な方向とする場合について述べたが、若干斜め上方（例えば、図１において、鉛直線に対して時計周り又は反時計周りに略４５度まで）から流出させるようにしても良い。
【００４５】
また、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６の面の方向（法線の方向）と、流入側配管１５及び流入側配管取付部１６の軸方向（すなわち、流入方向）とがなす角度が略４５°となるように、ＳＡＷセンサ２を配置する場合について述べたが、これに限定されず、上記角度は、上方から見て、時計周り又は反時計周りに、例えば略０度から略９０度の範囲で、設定されても良い。
【００４６】
また、センサ収納部１１に対して、ＳＡＷセンサ２を下方から挿入し、かつ、側方から流入させ、上方から流出させる場合について述べたが、例えば、図６に示すように、センサ収納部１１に対して、ＳＡＷセンサ２を側方から挿入し、下方から流入させるようにしても良い。図６は、流路途中に配設されたＳＡＷセンサ２を側方から見た状態を示している。同図に示すように、混合タンク７から発電部４へ至る流路に配設されたセンサ収納部６２にＳＡＷセンサ２が側方から挿入されている。
【００４７】
センサ収納部６２は、発電部４の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が配置される中空の収納部本体６３と、ＳＡＷセンサ２が固定されたセンサ固定部材６４が取り付けられるセンサ取付部６５と、流入側配管６６が取り付けられる中空の流入側配管取付部６７と、流出側配管６８が中空の結合部材６９を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部７１とを有している。
【００４８】
この場合に、被測定物特性測定装置１を用いて、被測定物として純水について、測定を行ったところ、振幅比位相差検出器２４において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果として、図７に示すようなデータが得られた。図７において、曲線Ｌ５は短絡時のデータ、曲線Ｌ６は開放時のデータを示す。気泡通過に伴うパルス状のデータを含んでいるが、信号処理部２３において適切な処理を施すことによって、測定は可能である。
【００４９】
また、同様に弾性波検出器３６において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果として、図８に示すようなデータが得られた。図８において、曲線Ｌ７は開放時のデータ、曲線Ｌ８は短絡時のデータを示す。この場合も、パルス状のデータを含んでいるが、上記信号処理部において適切な処理を施すことによって、測定は可能である。
【００５０】
また、収納部本体からの流出方向を、例えば、流入方向に直交する平面（鉛直面）に沿って、水平方向に略平行な方向又は斜め上方としても良い。また、ＳＡＷセンサの圧電性基板の材料として、ＬｉＴａＯ３のほか、ＬｉＮｂＯ３や、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、水晶等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
単数のＳＡＷセンサのほか、複数のＳＡＷセンサが同一箇所に、又は近接して配設される場合に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 被測定物測定装置
２ ＳＡＷセンサ（弾性表面波センサ）
９ ＳＡＷセンサ取付構造（弾性表面波センサ配設構造）
１１ センサ収納部
１２ 収納部本体（センサ収納部本体）
１６ 流入側配管取付部（流入部）
１９ 流出側配管取付部（流出部）
３２ 短絡伝搬路（反応場）
３６ 開放伝搬路（反応場）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成し、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）等の弾性波を励振可能な弾性表面波センサが配管等の液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、メタノールを直接燃料電池に供給して発電を行うＤＭＦＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）等の燃料電池が知られている。一般に、燃料電池は、燃料極に燃料を供給し、空気極に酸化剤としての酸素を含む空気を供給して、発電を行う発電装置である。
【０００３】
図９に示すように、こうした燃料電池装置１０１は、セルスタックを含む発電部１０２と、発電後回収されたメタノール水溶液が貯蔵される回収タンク１０３と、補充用のメタノール水溶液が貯蔵される補充タンク１０４と、回収タンク１０３及び補充タンク１０４から供給されたメタノール水溶液が混合され、発電部１０２に供給されるメタノール水溶液が貯蔵される混合タンク１０５とを有している。
【０００４】
混合タンク１０５には、メタノール水溶液の濃度を測定するためのＳＡＷセンサ１０６が配設され、測定された濃度に基づいて、発電部１０２における発電効率が最大になるように、メタノール水溶液の濃度が制御される。
【０００５】
ところで、発電部１０２に流入する際のメタノール水溶液の濃度を正確に測定するためには、ＳＡＷセンサ１０６を、混合タンク１０５から発電部１０２へ至る配管の発電部１０２の直近に配設する（流路に組み込む）必要がある。
【０００６】
図１０は、流路途中に配設されたＳＡＷセンサ１０６を側方から見た状態を示している。同図に示すように、混合タンク１０５から発電部１０２へ至る流路に配設されたセンサ収納部１０７にＳＡＷセンサ１０６が上方から挿入されている。
【０００７】
センサ収納部１０７は、発電部１０２の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ１０６の反応場が配置される収納部本体１０８と、ＳＡＷセンサ１０６が固定されたセンサ固定部材１０９が取り付けられるセンサ取付部１１０と、流入側配管１１１が取り付けられる中空の流入側配管取付部１１２と、流出側配管１１３が中空の結合部材１１４を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部１１５とを有している。
【０００８】
メタノール水溶液の濃度を測定するための被測定物特性装置は、ＳＡＷセンサ１０６と、発振器と、分配器と、検出器と、信号処理部とを有している。ＳＡＷセンサ１０６は、圧電基板に形成された第１センサ部と、第２センサ部とを有している。第１センサ部は、入力電極と出力電極とを有し、入力電極と出力電極との間には、反応場としての短絡伝搬路が形成されている。短絡伝搬路は、圧電基板の表面に形成された金属膜上に設けられている。第２センサ部は、入力電極と出力電極とを有し、入力電極と出力電極との間には、反応場としての開放伝搬路が形成されている。開放伝搬路は、圧電基板の表面に形成され、電気的に開放された開放領域を有する金属膜上に設けられている。
【０００９】
ＳＡＷセンサ１０６では、圧電基板上に置かれた液体状の被測定物の領域が電気的に開放されている場合と、短絡されている場合とでは、出力電極から出力される出力信号の特性に差異があることを利用している。すなわち、圧電基板上の領域が開放されている場合の出力信号は、電気的相互作用及び力学的相互作用を受けており、圧電基板上の領域が短絡されている場合の出力信号は、力学的相互作用のみを受けている。したがって、両出力信号から力学的相互作用を相殺し、電気的相互作用を抽出することにより、被測定物の比誘電率や導電率、さらに、濃度を求めることができる。
【００１０】
被測定物特性測定装置における被測定物の特性の測定は、測定対象の被測定物を、短絡伝搬路及び開放伝搬路に負荷した状態で、発振器からの高周波の電気信号を分配器で分配して、両入力電極に同一の信号を入力し、両出力電極から出力される信号の振幅比及び位相差を検出器で測定することによって行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
しかしながら、メタノール水溶液を液送する際に、気泡を巻き込んでしまうため、ＳＡＷセンサ１０６が配置されたセンサ収納部１０７内に気泡が滞留し、対象物の特性を正確かつ安定的に測定できない。発明者が、被測定物測定装置を用いて、被測定物として純水について測定を行ったところ、検出器において検出された信号の上記開放時及び短絡時の振幅比の検出結果として、図１１に示すようなデータが得られた。図１１において、曲線Ｌａは短絡時のデータ、曲線Ｌｂは開放時のデータを示す。このように、被測定物（例えば、メタノール水溶液）ではなく、空気の測定値を示すデータが得られてしまう。
【００１２】
また、同様に検出器において検出された信号の上記開放時及び短絡時の位相差の検出結果として、図１２に示すようなデータが得られた。図１２において、曲線Ｌｃは開放時のデータ、曲線Ｌｄは短絡時のデータを示す。この場合も、空気の測定値を示すデータが得られてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２６７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、上記従来技術では、液体に含まれる気泡に影響されて液体の特性を正確にかつ安定的に測定することができないという問題がある。
【００１５】
この発明は、前記の課題を解決し、気泡に影響されることなく液体の特性を正確かつ安定的に測定することができる弾性表面波センサ配設構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成する弾性表面波センサが、前記液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造であって、内部に前記弾性表面波センサが配置された中空のセンサ収納部本体と、前記液体を前記弾性表面波センサに対して側方から流入させるための流入部と、前記液体を前記弾性表面波センサの上方から流出させるための流出部とを有することを特徴としている。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の弾性表面波センサ配設構造であって、前記弾性表面波センサが配置された前記センサ収納部本体の内部において、少なくとも、前記弾性表面波センサの先端部と前記センサ収納部本体の前記流入部の上部の側の内壁面との間に所定の隙間部が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２記載の弾性表面波センサ配設構造であって、前記センサ収納部本体に、前記弾性表面波センサが鉛直方向に略平行な方向に沿って下方から挿入され、前記センサ収納部本体の内部に、前記弾性表面波センサのうち、少なくとも前記液体が負荷される反応場が配置され、前記流入部は、前記液体を水平方向に略平行な方向に沿って前記反応場の側方から少なくともその一部が前記反応場に当たるように流入させ、前記流出部は、前記液体を鉛直方向に略平行な方向に沿って、前記弾性表面波センサの前記先端部の上方から流出させ、前記液体に気泡が含まれる場合に、前記気泡は、前記隙間部を経由して前記センサ収納部本体から排出されるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、流入部が、液体を弾性表面波センサに対して側方から流入させ、流出部が、液体を弾性表面波センサの上方から流出させるので、液体に気泡が含まれる場合であっても、少なくとも一部の気泡は、センサ収納部本体のうち、流入部の上部の側の内壁面に沿って移動して、センサ収納部本体から排出されるため、気泡に影響されることなく液体の特性を正確かつ安定的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施の形態によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図である。
【図２】同ＳＡＷセンサによって燃料としてのメタノール水溶液の濃度が測定される燃料電池装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】同被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図である。
【図５】同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【図６】この発明の一実施の形態の変形例によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図である。
【図７】同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図である。
【図８】同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【図９】従来技術を説明するための説明図である。
【図１０】従来技術を説明するための説明図である。
【図１１】従来技術を説明するための説明図である。
【図１２】従来技術を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施の形態によるＳＡＷセンサの取付構造を説明するための説明図、図２は、同ＳＡＷセンサによって燃料としてのメタノール水溶液の濃度が測定される燃料電池装置の構成を模式的に示す図、図３は、同ＳＡＷセンサを含む被測定物特性測定装置の構成を説明するための説明図、図４は、同被測定物特性測定装置の振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果の例を示す図、図５は、同振幅比位相差検出器において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果の例を示す図である。
【００２３】
例えば、図３に示すようなこの実施の形態に係る被測定物特性測定装置１は、ＳＡＷセンサ２を備え、図２に示すような燃料電池装置３等において、発電部４に供給されるメタノール水溶液の濃度を測定するために用いられる。
【００２４】
燃料電池装置３は、図２に示すように、例えば、メタノールを直接燃料電池に供給して発電を行うＤＭＦＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）からなり、セルスタックを含む発電部４と、発電後回収されたメタノール水溶液が貯蔵される回収タンク５と、補充用の比較的高濃度のメタノール水溶液が貯蔵される補充タンク６と、回収タンク５及び補充タンク６から供給されたメタノール水溶液が混合され、発電部４に供給されるメタノール水溶液が貯蔵される混合タンク７とを有している。
【００２５】
図１は、この実施の形態のＳＡＷセンサ取付構造９を側方から見た状態を示している。同図に示すように、ＳＡＷセンサ取付構造９は、混合タンク７から発電部４へ至る流路に配設されたセンサ収納部１１にＳＡＷセンサ２が下方から挿入され、液体がＳＡＷセンサ２に対して側方から流入し、ＳＡＷセンサ２の反応場としての短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６（図３参照。）に当たった後、ＳＡＷセンサ２の上方から流出するように、かつ、ＳＡＷセンサ２の先端部と収納部本体１２の流入側の内壁面との間に、液体に含まれる気泡が通過するための隙間部が形成されて概略構成されている。
【００２６】
センサ収納部１１は、発電部４の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が配置される中空の収納部本体１２と、ＳＡＷセンサ２が固定されたセンサ固定部材１３が取り付けられるセンサ取付部１４と、流入側配管１５が取り付けられる中空の流入側配管取付部１６と、流出側配管１７が中空の結合部材１８を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部１９とを有している。
【００２７】
センサ取付部１４は、使用時に収納部本体１２の下方に配置されるように設けられ、センサ固定部材１３が螺着によって取り付けられる。また、流入側配管取付部１６は、使用時に収納部本体１２の側方に配置されるように設けられ、流入側配管１５が螺着によって取り付けられる。また、流出側配管取付部１９は、使用時に収納部本体１２の上方に配置されるように設けられ、結合部材１８が螺着によって取り付けられる。また、結合部材１８は、下部で流出側配管取付部１９に螺着され、側部で流出側配管１７に螺着される。
【００２８】
また、流入側配管取付部１６、流入側配管１５、流出側配管１７、及び結合部材１８の側部の雌ねじ部は、軸方向が水平方向に略平行となるように配置され、流出側配管取付部１９、及び結合部材１８の下部の雄ねじ部は、軸方向が鉛直方向に略平行となるように配置される。また、センサ取付部１４、及びセンサ固定部材１３は、軸方向が鉛直方向に略平行となるように配置される。また、流入側配管取付部１６は、その径が流入側配管１５の径よりも大きく設定され、流出側配管取付部１９は、その径が流出側配管１７の径よりも大きく設定されている。
【００２９】
なお、図１においては、センサ取付部１４、流入側配管取付部１６、及び流出側配管取付部１９に雌ねじ部が形成され、センサ固定部材１３、流入側配管１５、及び流出側配管１７に雄ねじ部が形成され、結合部材１８の下部に雄ねじ部が、側部に雌ねじ部が形成されている場合について例示している。
【００３０】
こうして、流入側配管取付部１６から略水平方向に沿って収納部本体１２に流入した液体（例えば、メタノール水溶液）は、収納部本体１２内で略鉛直上方へ向きを変えて、流出側配管取付部１９から流出する。
【００３１】
センサ取付部１４は、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が、流入側配管取付部１６から流入してくる液流に当たるように収納部本体１２内に配置されるように、収納部本体１２に取り付けられる。この実施の形態では、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６の面の方向（法線の方向）と、流入側配管１５及び流入側配管取付部１６の軸方向（すなわち、流入方向）とがなす角度が略４５°となるように、ＳＡＷセンサ２が配置される。ここで、図１において、ＳＡＷセンサ２が、その表面側が見える状態で配置されても、裏面側が見える状態で配置されても良い。
【００３２】
また、収納部本体１２は、上記のようにＳＡＷセンサ２が配置された状態で、ＳＡＷセンサ２と収納部本体１２の内壁面（図１中、右斜め上の隅部）との間に、液流に含まれる気泡が通過する隙間部が形成されるように、寸法及び形状が設定されている。
【００３３】
これによって、略水平方向に沿って側方から流入した液流は図１において矢印Ｓａに示す経路に沿って、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たった後、澱むことなく上方へ向けて流れ、液流に含まれ、側方から移動してくる気泡は、矢印Ｓｂに示す経路に沿って（収納部本体１２の内壁面に沿って）、収納部本体１２内に滞留することなく通過して内壁面に沿って上昇し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく上方へ移動し、円滑に排出される。
【００３４】
したがって、液体に気泡が含まれていたとしも、気泡はＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく円滑に排出され、気泡に影響されることなく液体の特性が正確にかつ安定的に測定される。
【００３５】
被測定物測定装置１は、図３に示すように、弾性表面波素子としてのＳＡＷセンサ２と、発振器２２と、分配器２３と、振幅比位相差検出器２４と、パーソナルコンピュータ等からなる信号処理部（不図示）とを有している。この実施の形態では、被測定物特性測定装置１は、メタノール水溶液の濃度を測定するために用いられる。
【００３６】
ＳＡＷセンサ２は、圧電基板２６に形成された第１センサ部２７と、第２センサ部２８とを有している。第１センサ部２７は、櫛形の入力電極２９と出力電極３１とを有し、入力電極２９と出力電極３１との間には、短絡伝搬路３２が形成されている。短絡伝搬路３２は、圧電基板２６の表面に形成された金属膜３３上に設けられている。また、第２センサ部２８は、櫛形の入力電極３４と出力電極３５とを有し、入力電極３４と出力電極３５との間には、開放伝搬路３６が形成されている。開放伝搬路３６は、圧電基板２６の表面に形成され、電気的に開放された開放領域を有する金属膜３７上に設けられている。圧電基板２６としては、すべり弾性表面波（ＳＨ−ＳＡＷ）が伝搬されれば良いが、特に、３６度回転Ｙ板Ｘ伝搬ＬｉＴａＯ３を用いることが好ましい。また、金属膜３３，３７は、圧電基板２６上に金等が蒸着されて形成される。
【００３７】
被測定物特性測定装置１においては、測定対象の被測定物（例えば、メタノール水溶液）を、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に負荷した状態で、発振器２２からの高周波の電気信号を分配器２３で分配して、両入力電極２９，３４に同一の信号を入力し、両出力電極３１，３５から出力される信号の振幅比及び位相差を振幅比位相差検出器２４で測定され、信号処理部に出力されて、信号処理部で被測定物の物理的特性（比誘電率や導電率、濃度等）が求められる。
【００３８】
被測定物特性測定装置１を用いて、被測定物として純水について、測定を行ったところ、振幅比位相差検出器２４に入力された、短絡伝搬路３２が形成された第１センサ部２７からの出力信号（短絡時の振幅比）と、開放伝搬路３６が形成された第２センサ部２８からの出力信号（開放時の振幅比）として、図４に示すようなデータが得られた。図４において、曲線Ｌ１は、短絡時のデータ、曲線Ｌ２は開放時のデータを示す。このように、被測定物として純水の特性に対応した常時安定的なデータが得られる。なお、曲線Ｌ１，Ｌ２に示すデータは、所定の基準信号との振幅の比として測定される。
【００３９】
また、同様に振幅比位相差検出器２４に入力された、短絡伝搬路３２が形成された第１センサ部２７からの出力信号（短絡時の位相差）と、開放伝搬路３６が形成された第２センサ部２８からの出力信号（開放時の位相差）として、図５に示すようなデータが得られた。図５において、曲線Ｌ３は開放時のデータ、曲線Ｌ４は短絡時のデータを示す。この場合も、常時安定的なデータが得られる。なお、曲線Ｌ３，Ｌ４に示すデータは、上記所定の基準信号との位相の差として測定される。
【００４０】
こうして、この実施の形態の構成によれば、液体がＳＡＷセンサ２に対して側方から流入し、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たった後、ＳＡＷセンサ２の上方から流出し、かつ、液体に含まれる気泡は、収納部本体１２内の隙間部を、収納部本体１２の内壁面に沿って移動して、ＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６に当たることなく収納部本体１２から排出されるので、気泡に影響されることなく液体の特性を正確に測定することができる。
【００４１】
また、ＳＡＷセンサ２を配管に取り付けるので、測定したい箇所の近傍に配置することができる。これにより、例えば、発電部４に流入する際のメタノール水溶液の濃度を正確に測定することができる。また、例えば、タンクに取り付ける場合と比較して、ＳＡＷセンサ２の取付けも容易に行うことができる。
【００４２】
以上、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、ＳＡＷセンサ２を略鉛直線に沿って下方から挿入した場合について述べたが、例えば、斜め下方から挿入するようにしても良い。この場合、略鉛直線に対して、ＳＡＷセンサ２の挿入方向が、図１において、時計周り又は反時計周りに例えば略４５度までの間の角度をなすようにＳＡＷセンサ２を挿入するようにしても良い。
【００４３】
また、他の配管等との干渉を回避し、かつ、上記隙間部を確保しつつ、流入方向と反対側の側方からＳＡＷセンサ２を挿入しても良い。この場合、例えば、水平方向に略平行な方向でも良いし、斜め下方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）からＳＡＷセンサ２を挿入しても良いし、斜め上方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）からＳＡＷセンサ２を挿入しても良い。
【００４４】
また、流入方向を水平方向に略平行な方向とする場合について述べたが、若干斜め下方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）から流入させるようにしても良いし、若干斜め上方（例えば、水平方向に対して略４５度まで）から流入させるようにしても良い。また、流出方向を鉛直方向に略平行な方向とする場合について述べたが、若干斜め上方（例えば、図１において、鉛直線に対して時計周り又は反時計周りに略４５度まで）から流出させるようにしても良い。
【００４５】
また、短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６の面の方向（法線の方向）と、流入側配管１５及び流入側配管取付部１６の軸方向（すなわち、流入方向）とがなす角度が略４５°となるように、ＳＡＷセンサ２を配置する場合について述べたが、これに限定されず、上記角度は、上方から見て、時計周り又は反時計周りに、例えば略０度から略９０度の範囲で、設定されても良い。
【００４６】
また、センサ収納部１１に対して、ＳＡＷセンサ２を下方から挿入し、かつ、側方から流入させ、上方から流出させる場合について述べたが、例えば、図６に示すように、センサ収納部１１に対して、ＳＡＷセンサ２を側方から挿入し、下方から流入させるようにしても良い。図６は、流路途中に配設されたＳＡＷセンサ２を側方から見た状態を示している。同図に示すように、混合タンク７から発電部４へ至る流路に配設されたセンサ収納部６２にＳＡＷセンサ２が側方から挿入されている。
【００４７】
センサ収納部６２は、発電部４の直近に配設され、内部にＳＡＷセンサ２の短絡伝搬路３２及び開放伝搬路３６が配置される中空の収納部本体６３と、ＳＡＷセンサ２が固定されたセンサ固定部材６４が取り付けられるセンサ取付部６５と、流入側配管６６が取り付けられる中空の流入側配管取付部６７と、流出側配管６８が中空の結合部材６９を介して取り付けられる中空の流出側配管取付部７１とを有している。
【００４８】
この場合に、被測定物特性測定装置１を用いて、被測定物として純水について、測定を行ったところ、振幅比位相差検出器２４において検出された信号の開放時及び短絡時の振幅比の検出結果として、図７に示すようなデータが得られた。図７において、曲線Ｌ５は短絡時のデータ、曲線Ｌ６は開放時のデータを示す。気泡通過に伴うパルス状のデータを含んでいるが、信号処理部２３において適切な処理を施すことによって、測定は可能である。
【００４９】
また、同様に弾性波検出器３６において検出された信号の開放時及び短絡時の位相差の検出結果として、図８に示すようなデータが得られた。図８において、曲線Ｌ７は開放時のデータ、曲線Ｌ８は短絡時のデータを示す。この場合も、パルス状のデータを含んでいるが、上記信号処理部において適切な処理を施すことによって、測定は可能である。
【００５０】
また、収納部本体からの流出方向を、例えば、流入方向に直交する平面（鉛直面）に沿って、水平方向に略平行な方向又は斜め上方としても良い。また、ＳＡＷセンサの圧電性基板の材料として、ＬｉＴａＯ３のほか、ＬｉＮｂＯ３や、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７、水晶等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
単数のＳＡＷセンサのほか、複数のＳＡＷセンサが同一箇所に、又は近接して配設される場合に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 被測定物測定装置
２ ＳＡＷセンサ（弾性表面波センサ）
９ ＳＡＷセンサ取付構造（弾性表面波センサ配設構造）
１１ センサ収納部
１２ 収納部本体（センサ収納部本体）
１６ 流入側配管取付部（流入部）
１９ 流出側配管取付部（流出部）
３２ 短絡伝搬路（反応場）
３６ 開放伝搬路（反応場）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成する弾性表面波センサが、前記液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造であって、
内部に前記弾性表面波センサが配置された中空のセンサ収納部本体と、前記液体を前記弾性表面波センサに対して側方から流入させるための流入部と、前記液体を前記弾性表面波センサの上方から流出させるための流出部とを有する
ことを特徴とする弾性表面波センサ配設構造。
【請求項２】
前記弾性表面波センサが配置された前記センサ収納部本体の内部において、少なくとも、前記弾性表面波センサの先端部と前記センサ収納部本体の前記流入部の上部の側の内壁面との間に所定の隙間部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波センサ配設構造。
【請求項３】
前記センサ収納部本体に、前記弾性表面波センサが鉛直方向に略平行な方向に沿って下方から挿入され、前記センサ収納部本体の内部に、前記弾性表面波センサのうち、少なくとも前記液体が負荷される反応場が配置され、前記流入部は、前記液体を水平方向に略平行な方向に沿って前記反応場の側方から少なくともその一部が前記反応場に当たるように流入させ、前記流出部は、前記液体を鉛直方向に略平行な方向に沿って、前記弾性表面波センサの前記先端部の上方から流出させ、前記液体に気泡が含まれる場合に、前記気泡は、前記隙間部を経由して前記センサ収納部本体から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波センサ配設構造。
【請求項１】
液体の特性を測定するための被測定物特性測定装置を構成する弾性表面波センサが、前記液体の流路に配設された弾性表面波センサ配設構造であって、
内部に前記弾性表面波センサが配置された中空のセンサ収納部本体と、前記液体を前記弾性表面波センサに対して側方から流入させるための流入部と、前記液体を前記弾性表面波センサの上方から流出させるための流出部とを有する
ことを特徴とする弾性表面波センサ配設構造。
【請求項２】
前記弾性表面波センサが配置された前記センサ収納部本体の内部において、少なくとも、前記弾性表面波センサの先端部と前記センサ収納部本体の前記流入部の上部の側の内壁面との間に所定の隙間部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波センサ配設構造。
【請求項３】
前記センサ収納部本体に、前記弾性表面波センサが鉛直方向に略平行な方向に沿って下方から挿入され、前記センサ収納部本体の内部に、前記弾性表面波センサのうち、少なくとも前記液体が負荷される反応場が配置され、前記流入部は、前記液体を水平方向に略平行な方向に沿って前記反応場の側方から少なくともその一部が前記反応場に当たるように流入させ、前記流出部は、前記液体を鉛直方向に略平行な方向に沿って、前記弾性表面波センサの前記先端部の上方から流出させ、前記液体に気泡が含まれる場合に、前記気泡は、前記隙間部を経由して前記センサ収納部本体から排出されるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の弾性表面波センサ配設構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−４２３２８（Ｐ２０１２−４２３２８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３６１２（Ｐ２０１０−１８３６１２）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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