以下、図面を参照して本発明の実施形態� ��説明する。

<第1の実施形態>
(弾性波測定装置の構成)
 図1は本発明の第1の実施形態に係る弾性波� �定装置10の構成を示す模式図である。

 弾性波測定装置10は、高周波信号の入力� �応じて弾性波を励起する複数の弾性波素子� �らの応答特性を測定するものである。本実� �形態では、弾性波素子として、ボールSAWデ� �イス5A~5Nを用いる。ボールSAWデバイス5A~5Nを� ��数個用いることにより、複数種類のガスを� ��別して計測するガスセンサーや匂いセンサ� ��などに用いることが可能である。ガスや匂� ��の識別にはその表面に感応膜を形成する事� ��一般的である。その他、ボールSAWデバイス� ��、温度計や圧力計等にも用いることができ� ��。また、感応膜として抗体などの生理物質� ��選択的に吸着する材料を使用することでバ� ��オセンサにも用いる事が出来る。なお、各� ��ールSAWデバイス5A~5Nは、球状の圧電性物質� �表面に弾性表面波が周回可能な周回経路を� �している。

 弾性波測定装置10は、設定周波数発生装� �(高周波信号発生手段)11・設定長バースト切� ��出し装置12・送信スイッチ装置(切替手段)13� ��受信スイッチ装置14A~14N・ADコンバータ(ADC)15 ・検波装置16・加算装置17・平均化装置18A~18N� ��記憶装置19A~19N・インターフェイス20・制御� ��置21・表示装置22・入力装置23を備えている� ��

 設定周波数発生装置11は、ボールSAWデバ� �スの特性に合わせた目的の周波数を励振す� �装置である。ここでは、単一の設定周波数� �生装置11が高周波信号を発生する。

 設定長バースト切り出し装置12は、設定� �波数発生装置11で励振された高周波信号を任 意に定めた時間長毎に切り出すスイッチ装置 である。これにより、高周波バースト信号が 生成される。また、設定長バースト切り出し 装置12は、弾性表面波が周回経路を1周する周 回時間よりも短くなるように、高周波信号を 切り出す時間を調整する。これにより、各ボ ールSAWデバイス5A~5Nから繰り返し出力される� ��号を時間分離することができる。

 尚、設定周波数発生装置11と設定長バー� �ト切り出し装置12の組み合わせによってバー スト信号を成しているが、連続的に発生され ている信号を切り出すのではなく、所定のク ロックで動作するLSI(大規模集積回路)それ自� ��の動作によって、継続時間および位相及び� ��度がデジタル的に定義された信号を直接生� ��することで同じ機能を持たせることが出来� ��事は公知であり、本発明はそれを除かない� ��

 また本発明は、上記の各装置が役割を分� ��することを仮定して説明を行うが、これら� ��各装置を例えば一枚のLSIチップに収める事� ��公知であり、本発明はそれを除かない。

 送信スイッチ装置13は、設定長バースト� �り出し装置12により切り出された高周波バー スト信号を、ボールSAWデバイス5A~5Nに切り替� ��ながら入力するものである。ここでは、送� ��スイッチ装置13は、ボールSAWデバイス5上の� ��播経路を弾性表面波が1周する周回時間以上 の時間をかけて高周波バースト信号の入力先 を順次切り替える。補足すると、高周波バー スト信号の入力先の切り替えタイミングと、 ボールSAWデバイス5の圧電性物質の直径の長� �とは比例する。そのため、送信スイッチ装� �13は、ボールSAWデバイス5の圧電性物質が直� �1mmの水晶球である場合、高周波バースト信� �が150MHzであれば、1μs以上の時間をかけて入� ��先を切り替える。また、直径が3.3mmであれ� �、3.3μs以上の時間が経ってから切り替える� �

 なお、送信スイッチ装置13は、各ボールSA Wデバイス5A~5Nへの高周波バースト信号の入力 先を切り替える時刻と、それらのボールSAWデ バイス5A~5Nのいずれかからの出力信号が検出� ��れる時刻とが一致する場合、高周波バース� ��信号の入力を待機する。これにより、一般� ��は大きな電圧値を持つ入力信号が出力信号� ��雑音として加わることを回避できるので、� ��精度に出力信号を検出することができる。

 受信スイッチ装置14A~14Nは、ボールSAWデバ イス5A~5N毎に設けられており、各ボールSAWデ� ��イス5A~5Nに励起された弾性表面波の周回信� �を取り出すものである。ここでは、受信ス� �ッチ装置14A~14Nは、100周目の周回信号を解析� ��べき信号として各ボールSAWデバイス5A~5Nか� �取り出す。取り出された周回信号は、各ボ� �ルSAWデバイス5A~5Nからの出力信号として、AD� ��ンバータ15に送出される。なお、上記の100� �目というのは例示であり、測定対象の周回� �はボールSAWデバイスの特性に応じて設定さ� �る。

 ADコンバータ(ADC)15は、アナログの出力信� ��をデジタル信号に変換する装置である。こ� ��アナログ信号は、ボールSAWデバイス5からの 出力信号を、ヘテロダイン検波を行う事によ り周波数をダウンコンバートされた信号も含 む。

 なお、送信スイッチ装置13により、各ボ� �ルSAWデバイス5A~5Nには、時間差が設けられて 高周波バースト信号が入力される。そのため 、送信スイッチ装置13の切り替えの時間差に� ��じて、各ボールSAWデバイス5A~5Nからの出力� �号がADコンバータ15に入ってくる。この結果� ��各ボールSAWデバイス5A~5Nからの出力信号は� �離されているので、ADコンバータ15の使用は1 つだけよいことになる。

 検波装置16は、ADコンバータ15でデジタル� ��された出力信号を、位相と強度のデータに� ��換する装置である。また、検波装置16は、� �相と強度のデータに変換する際の演算機能� �有している。

 加算装置17は、検波装置16で演算された位 相と強度のデータを加算する装置である。こ の加算装置17は、各ボールSAWデバイス5A~5Nに� �応して記憶領域17A~17Nを有しており、各記憶� ��域17A~17Nにおいて加算されたデータを一時保 存する。また、加算装置17は、データを演算� ��る機能も有している。

 平均化装置18A~18Nは、データを演算する機 能を有しており、最初のボールSAWデバイス5A� ��ら最後のボールSAWデバイス5Nへの高周波バ� �スト信号の入力が、後述する制御装置21によ り設定される「平均化回数」繰り返して実行 された場合、それらの各ボールSAWデバイス5A~ 5Nからの出力信号を平均化するものである。� ��体的には、平均化装置18A~18Nは、加算装置17� ��加算された位相データと強度データとを平� ��化する。

 補足すると、ボールSAWデバイス5の応答特 性の測定では、1回だけの測定ではノイズの� �響を除去することができず、データは複数� �測定される。すなわち、n個目のボールSAWデ� ��イス5Nの測定データが記憶されると、再度� �1個目のボールSAWデバイス5Aから測定が開始� �れる。ただし、2回目以降、1個目のボールSAW デバイス5Aを測定する場合は、前回励起され� ��弾性表面波の周回の影響がなくなってから� ��なわれる必要がある。具体的には、直径1mm� ��水晶球のボールSAWデバイスに150MHzの高周波� ��ースト信号を入力した場合、1ms以上の時間� ��待てば十分である。

 なお、弾性波測定装置10では、複数個の� �均化装置18A~18Nにより、各ボールSAWデバイス5 A~5Nからのデータが平均化されるとしてもよ� �が、単一の平均化装置18により、各ボールSAW デバイス5A~5Nからのデータが順次平均化され� ��としてもよい。

 記憶装置19A~19Nは、平均化装置18A~18Nで平� �化されたデータを、ボールSAWデバイス5A~5Nの それぞれに対応させて記憶するものである。 また、各記憶装置19A~19Nは、ボールSAWデバイ� �5A~5Nからの位相と強度との他に付帯データを 保存する領域も有している。なお、ここでは 、各記憶装置19A~19Nが、各ボールSAWデバイス5A ~5Nに対応して複数個用いられているが、単一 の記憶装置19の中で各々のデータをアドレス� ��切り分けて保存するとしてもよい。また、� ��ータを順次保存するとともに、外部のパー� ��ナルコンピュータ(PC)等に送信できるような 構成としてもよい。

 インターフェイス(IF)20は、上述した各装� ��11~19と、弾性波測定装置10の全体を制御して いる制御装置21とのデータの中継を可能とす� ��ものである。具体的には、インターフェイ� ��20は、USBやEthernet(登録商標)、Bluetooth(登録商 標)、IEEE-1394、PHS、WCDMA、CDMA2000、IEEE-802.xx等� �有線及び無線に関係なく命令やデータが転� �できるようなものである。また、インター� �ェイス20は、他の弾性波測定装置10と連動し� ��動作する際の通信を可能とする。

 制御装置21は、弾性波測定装置10の全体を 制御するコンピュータであり、高周波バース ト信号の周波数制御や、バースト信号長の調 整、送信スイッチ装置13の切り替え制御、受� ��スイッチ装置14A~14Nの切り替え制御等を行な い、測定プログラムを実行して弾性波の応答 測定を開始する。

 具体的には、制御装置21は、高周波信号� �最初のボールSAWデバイス5Aに入力した場合、 その最初のボールSAWデバイス5Aからの出力信� ��を検出する前に、高周波信号の入力先を他� ��ボールSAWデバイス5B~5Nに順次切り替えるよ� �に送信スイッチ装置13を制御する。

 また、制御装置21は、「平均化回数」を� �定し、平均化装置18A~18Nの演算を制御する。� ��れから、制御装置21は、平均化装置18A~18Nに� ��り平均化された出力信号に基づいて、各ボ� ��ルSAWデバイス5A~5Nに励起された弾性表面波� �応答特性を測定する。

 さらに、制御装置21は、独自でも動作可� �であるが、他のコンピュータとの通信や、� �示装置22の制御、入力装置23からのデータ入� ��の受付及び入力数値のエラー処理等を行な� ��。他にも、制御装置21は、データを吸い上� �、外部の記憶装置に保存して管理したり、� �告書を作成したり、測定結果をインターネ� �ト等に公開したりする機能を有している。� �た、弾性波測定装置10を複数台用意した場合 、それらを統合的に制御する機能も有してい る。

 表示装置22は、一般的なディスプレイま� �はタッチパネル式ディスプレイであり、弾� �波測定装置10の状態や、タスク状況等を表示 する。

 入力装置23は、一般的なキーボードやマ� �ス、専用の入力装置、上記タッチパネルデ� �スプレイなどで構成され、弾性波測定装置10 の各種設定値や、バースト信号の周波数、バ ースト長、平均化回数等の入力を可能にする ものである。

(弾性波測定装置の動作)
 次に本実施形態に係る弾性波測定装置10の� �作を図2のフローチャート及び図3の信号相関 図を用いて説明する。

 まず、設定周波数発生装置11により、ボ� �ルSAWデバイス5A~5Nの特性に合わせた高周波信 号が作り出される(ステップS1)。ここで、最� �のボールSAWデバイス5Aへの信号の入力が1回� �である場合、設定長バースト切り出し装置2� ��介して、入力用高周波バースト信号が生成� ��れる(ステップS2-Yes,S3)。なお、設定長バー� �ト切り出し装置12では、各ボールSAWデバイス 5A~5Nから出力される信号が時間分離されるよ� ��に、弾性表面波が周回経路を1周する周回時 間よりも短くなるような高周波バースト信号 が生成される。

 次に、高周波バースト信号が、送信スイ� ��チ装置13及び受信スイッチ装置14Aを介して� �最初のボールSAWデバイス5Aに入力される。

 そして、最初のボールSAWデバイス5Aに高� �波バースト信号が入力されると、送信スイ� �チ装置13により、高周波信号の入力先が他の ボールSAWデバイス5B~5Nに順次切り替えられる( ステップS4)。この際、送信スイッチ装置13に� ��り、最初のボールSAWデバイス5Aからの出力� �号が検出される検出時刻前に、高周波バー� �ト信号の入力先が他のボールSAWデバイス5B~5N に順次切り替えられる。

 高周波バースト信号が入力されると、各� ��ールSAWデバイス5A~5Nの伝播経路に弾性表面� �が励起される。各ボールSAWデバイス5A~5Nの伝 播経路は周回経路であるので、励起された弾 性表面波は伝播経路を周回し続けることにな る。

 そして、最初の検出時刻以後、最初のボ� ��ルSAWデバイス5Aから最後のボールSAWデバイ� �5Nまでの出力信号が受信スイッチ装置14A~14N� �介して順次検波される(ステップS5-Yes)。ここ では、弾性表面波が100周したときの周回信号 が測定対象とされているので、最初のボール SAWデバイス5Aに高周波バースト信号を入力し� ��から100μs以後に出力信号が順次検出される� ��

 検波工程では、検出信号の回数を示すカ� ��ンタ値がカウントされた後(ステップS6)、AD( Analog to Digital)コンバータ15によりデジタル� �された出力信号から、位相データと強度デ� �タとが検波装置16により求められる(ステッ� �S7)。そして、カウンタ値に基づいて、加算� �置17のデータ保管場所にデータが振り分けら れる(ステップS8)。なお、カウンタ値がボー� �SAWデバイス5A~5Nの総数より多くなる場合には 、その値がリセットされる(ステップS9-Yes,S10) 。これにより、カウンタ値と各ボールSAWデバ イス5A~5Nとを対応付けることが可能となる。

 尚、位相データや強度データを、クワド� ��チャ検波(直交検波)方法を用いて得ること� �できる。測定されるべき出力信号を、ADコン バータを用いてデジタル化した信号から算出 された正弦成分と余弦成分から位相データと 強度データを求める事が出来る。

 この後、予め設定された平均化回数分の� ��答特性の測定が行われる(ステップS11-No)。

 なお、弾性表面波の周回信号の影響がな� ��なるまでには1ms程度の時間を要するので、2 回目以降の測定は、前回の測定から1ms以上経 ってから行われる(ステップS12)。すなわち、� ��初のボールSAWAデバイス5Aに入力後、再度、� ��ールSAWデバイス5Aに入力する場合、制御装� �21が、1ms以上経過しているかどうかを判断し 、1ms以上経っていなければ(ステップS3-No)、1m s以上待つ。また、制御装置21は、各ボールSAW デバイス5A~5Nに高周波バースト信号を入力す� ��タイミングがステップS5の検波タイミング� �重ならないないかどうかを判断し、重なっ� �いたら、重ならないように入力するタイミ� �グをずらす(ステップS13)。その後、ステップ S3に進む。ここで、測定するボールSAWデバイ� ��15の数と、その出力の評価から、弾性表面� �の周回信号の影響がなくなるまでの時間は� �常は判っているのであるから、上記したよ� �な論理的な判断工程ではなく、所定の時間� �間次の測定を待機するプログラムで実施し� �も良い。

 上述のステップS3~S13までの処理が平均化� ��数実行されると、ボールSAWデバイス5A~5N毎� �測定データの平均値が平均化装置17により算 出される(ステップS11-Yes,S14)。算出された測� �データの平均値は、各ボールSAWデバイス5A~5N に対応して設けられた記憶装置9A~9Nに記憶さ� ��る。

 この後、上述のステップS3~S14までの処理� ��予め設定された測定回数実施される(ステッ プS15)。

(弾性波測定装置の作用効果)
 以上説明したように、本実施形態に係る弾� ��波測定装置10は、高周波バースト信号を最� �のボールSAWデバイス5Aに入力した場合、その 最初のボールSAWデバイス5Aからの出力信号を� ��出する検出時刻前に、高周波バースト信号� ��入力先を他のボールSAWデバイス5B~5Nに順次� �り替え、最初の検出時刻以後、最初のボー� �SAWデバイス5Aから最後のボールSAWデバイス5N� ��での応答特性の出力信号を順次検出する。� ��れゆえ、弾性波測定装置10によれば、単一� �設定周波数発生装置11からの高周波信号が入 力される複数のボールSAWデバイス5A~5Nの応答� ��性を測定する場合、一つのボールSAWデバイ� ��の応答特性を測定してから他のボールSAWデ� ��イスの応答特性を測定するものに比較して� ��高速に測定することができる。

 以下、具体例を挙げて説明する。

 前提として、ボールSAWデバイスの直径は1 mmであり、送信スイッチ装置13の切り替えタ� �ミングは1μsであるとする。そして、測定デ� ��タを1つ得るのに256回分の測定データを平均 化するものとする。また、前回の周回の影響 を受けないように、1回の測定毎に1ms待機す� �。

 このような条件の下、ボールSAWデバイス� ��伝播経路を100周回した弾性表面波の出力信� ��を測定する。

 直径1mmのボールSAWデバイスにおいて、弾� ��表面波が伝播経路を1周するには1μsの時間� �かかる。ここで、送信スイッチ装置13が入力 先を1μs毎に切り替えると、前回励起された� �性表面波の周回の影響が無くなる時間であ� �1msを待機する間に、1000個のボールSAWデバイ� ��に切り替えることが可能となる。それゆえ� ��256回の測定データの平均値を求める場合、1 ms/回×256回=256msとなり、1スキャンに要する時 間が256msとなる。

 一方、従来方式の一般的な弾性波測定装� ��10Sは、図4に示すような構成を備えている。 図4において、図1と同一部分には同一符号を� ��し、特に説明がない限りは重複した説明を� ��略する。このような弾性波測定装置10Sでは� ��一つのボールSAWデバイス5Aに高周波バース� �信号を入力した後、そのボールSAWデバイス5A からの出力信号が得られるまでは、他のボー ルSAWデバイス5B~5Nへは高周波バースト信号を� ��力しない。それゆえ、設定周波数発生装置1 1が単一のものである場合、1個のボールSAWデ� ��イスの測定データを1つ得るだけで256msの時� ��を要することになる。

 比較すると、本実施形態に係る弾性波測� ��装置10によれば、同じ256msの時間で、1000個� �ボールSAWデバイスからそれぞれ1つずつ測定� ��ータを得ることができる。換言すれば、1000 個のボールSAWデバイスのそれぞれから1つず� �測定データを得る場合、従来方式の弾性波� �定装置10Sに比して、全体として、1000分の1の 速さで測定できる。

 つまり、弾性表面波の伝播速度を計測す� ��方法として、バースト状の出力信号が所定� ��閾値を超える時刻を測定する方法に従った� ��、ウエーブレット変換などを用いて出力波� ��の時間軸における位置の僅かな変化を算出� ��て遅延時間を直接求める方法を採用したり� ��る事が出来る。

 なお、弾性表面波の測定に際し、各ボー� ��SAWデバイス5A~5Nに励起された弾性表面波の� �準時間に対する遅延時間を測定してもよい� �その遅延時間からボールSAWデバイス表面に� �着した物質の量の変化や温度変化を求める� �とができる。

 また、弾性波測定装置10は、最初のボー� �SAWデバイス5Aから最後のボールSAWデバイス5N� ��での高周波信号の入力を、予め設定された� ��均化回数繰り返して実行し、それらの各ボ� ��ルSAWデバイス5A~5Nからの出力信号を平均化� �る。それゆえ、ランダムなノイズは打ち消� �れ、高精度な弾性波測定装置10を提供できる 。

 また、本実施形態に係るボールSAWデバイ� ��5A~5Nは、圧電性物質が球状に形成され、励� �される弾性表面波の周回経路を有するので� �弾性表面波の伝播距離を長くすることがで� �る。それゆえ、弾性波測定装置10は、高精度 な測定が可能である。

 なお、本実施形態に係るボールSAWデバイ� ��5A~5Nは、圧電性物質が円筒面を有し、その� �筒面に励起される弾性表面波が周回する周� �経路を含むものであってもよい。この場合� �も、弾性表面波の伝播距離を長くすること� �できるので、弾性波測定装置10は高精度な測 定が可能である。

 また、本実施形態に係る弾性波測定装置1 0は、弾性表面波が周回経路を1周する周回時� ��よりも短くなるように、各ボールSAWデバイ� ��5A~5Nへ高周波信号を入力するので、各ボー� �SAWデバイス5A~5Nから時間分離された出力信号 を得ることができる。

 また、本実施形態に係る弾性波測定装置1 0は、ADコンバータ15により、ボールSAWデバイ� ��5A~5Nからの出力信号がアナログ信号である� �合、そのアナログ信号をデジタル信号に変� �してから検出するので、データの演算等を� �易に行なうことができる。

 なお、本実施形態においては、送信スイ� ��チ装置13は、各ボールSAWデバイス5A~5Nへの高 周波信号の入力先を一定の時間間隔で切り替 えるとしてもよい。これにより、効率の良い 切り替え処理を実行することができる。

 ただし、入力先を一定の時間間隔で切り� ��えると、各ボールSAWデバイス5A~5Nへの高周� �バースト信号の入力先を切り替える時刻と� �それらのボールSAWデバイス5A~5Nのいずれかか らの出力信号が検出される時刻とが一致する 場合が生じる。このような場合には、送信ス イッチ装置13は、高周波バースト信号の入力� ��待機する。これにより、入力信号の影響に� ��り出力信号が検出されなくなることを回避� ��きるので、高精度に出力信号を検出するこ� ��ができる。

<実施例1> 多種類ガスセンサー(ガス検知 器)
 本実施形態に係る弾性波測定装置10は、多� �類ガスセンサーとして利用することができ� �。

 弾性波測定装置10を多種類ガスセンサー� �して利用する場合、ボールSAWデバイスの周� �経路の表面にガスと吸着する吸着物質を塗� �して感応膜を形成する。ここで、複数種類� �ガスが吸着する感応膜ではガスの特定がで� �ないので、1つの感応膜においては1種類のガ スしか吸着しないようにする。そのため、複 数種類のガスを検知するためには、検知する ガスの種類の数、あるいはそれより多くの種 類の感応膜を用意する必要がある。

 また、ボールSAWデバイスは温度依存性が� ��いので、温度校正用に感応膜を有していな� ��ボールSAWデバイスを用意しておく必要があ� ��。例えば、検知するガスが9種類とすると、 ボールSAWデバイスは温度校正用のものを入れ て10個必要になる。

 ここでは、ボールSAWデバイスとして、直� ��が1mmの水晶を用いる。また、入力信号は150M Hzのバースト信号、バースト長は0.8μs、平均� ��回数は256回、測定周回数は100周目とし、検� ��するのに周波数を変換するヘテロダイン検� ��方式を採用する。なお、ボールSAWデバイス� ��周回する弾性表面波の周回が収まるのに1ms� ��要する。また、ボールSAWデバイスを2次元的 または3次元的に配列するものとする。

 このようなボールSAWデバイスに対して、� ��来方式の弾性波測定装置10Sでは、前回の周� ��の影響がなくなるのを待ってから測定する� ��め、1回の測定毎に1ms待機することになる。 また、測定データを1つ得るのに256回の測定� �ータを平均化する。すなわち、1個のボールS AWデバイスについて、平均化した測定データ� ��1つ得るのに、1ms×256=0.256sの時間を要するこ とになる。それゆえ、10個のボールSAWデバイ� ��の測定データを得るには、0.256s/個×10個=2.56 sかかることになる。このため、従来方式の� �性波測定装置10Sでは、各ボールSAWデバイス� �おいて、2.56s以下の変化は観測不能である。

 一方、本実施例の弾性波測定装置10にお� �ては、送信スイッチ装置13が100μsのタイミン グで入力先を切り替える。それゆえ、弾性波 測定装置10は、弾性表面波の影響がなくなる� ��での1msの間に、10個のボールSAWデバイスに� �力信号を入力できる。また、100周目の周回� �号が観測されるので、10個のボールSAWデバイ スのそれぞれについて1つの測定データを得� �のには、100μs×10=1msの時間がかかる。よって 、10個のボールSAWデバイスのそれぞれについ� ��、256回の測定で平均化したデータを得るた� ��には、1ms×256=0.256sかかることになる。この� ��果、1個のボールSAWデバイスに着目した場合 、0.256s以下の変化に対しては観測不能である が、従来方式の弾性波測定装置10Sに比べると 10倍の時間分解能があることになる。

 この点は、ボールSAWデバイスを多種類ガ� ��センサーとして利用する際の重要な相違と� ��る。すなわち、検知対象9種類中3種類のガ� �がボールSAWデバイスのところに流れてきて1� ��以内になくなったことを想定すると、従来� ��式の弾性波測定装置10Sを用いたガスセンサ� ��では、1秒í0.256秒≒3.9回となることから、� �くても、3個のボールSAWデバイスのそれぞれ� ��ら測定データが1つ得られるだけである。測 定データが1つしか得られないとすれば、そ� �測定データ自身がノイズであるか否かの判� �すら難しく、ガスセンサーとしての使用に� �え得ない。

 これに対し、本実施に係る弾性波測定装� ��10によれば、1秒í0.256秒≒3.9回の測定を10個� ��ボールSAWデバイスに対して行う事が出来る� ��であるから、3個のボールSAWデバイスのそれ ぞれから測定データが3~4点ずつ得られる。そ のため、従来方式の弾性波測定装置10Sを用い たガスセンサーに比して、信頼性が高いもの となる。

 なお、同じ感応膜を有するボールSAWデバ� ��スを2個ずつ備え、合計19個になった場合、� ��応の時間差により、ガスの流れてきた方向� ��検知することができる。この場合の送信ス� ��ッチ装置13の切り替えタイミングは、53μsが 妥当である。同じ感応膜を備えたボールSAWデ バイスの数が増えれば増えるほど、ガスの流 れる方向を把握しやすくなる。

<実施例2> リモート水素センサー
 本実施形態に係る弾性波測定装置10は、リ� �ート水素センサーとして利用することがで� �る。図5は本実施例に係るリモート水素セン� ��ーの構成を示す模式図である。

 本実施例では、前提として、水素製造装� ��50が設置された無人の部屋があり、その水� �製造装置50には水素漏れの生じるおそれのあ る箇所が100箇所あるとする。そこで、水素漏 れの生じるおそれのある箇所に、水素検知用 の感応膜付きのボールSAWデバイス5Xを100個と� ��それらの温度較正用のボールSAWデバイス5Y� �100個との合計200個を配置する。なお、ボー� �SAWデバイスの圧電性物質は、直径が1mmのも� �である。

 また、本実施例においては、水素漏れが� ��じているか否かを遠隔地から検知する。そ� ��ために、弾性波測定装置10がWebサーバとな� �、インターネットを介してクライアント端� �60にデータを送信する。各ボールSAWデバイス と弾性波測定装置10とは、有線もしくは無線� ��より接続される。弾性波測定装置10の制御� �置21には、ボールSAWデバイスから測定データ が常時送られる。制御装置21は、その測定デ� ��タをグラフ化し、クライアント端末60に送� �する。さらに、制御装置21は、水素漏れを検 知した場合、アラート信号を出力する。

 ここで、監視対象の部屋は合計200個の直� ��1mmのボールSAWデバイスが設置されているの� ��、送信スイッチ装置13の切り替えタイミン� �を1ms/200=5μsとし、バースト長を0.8μsに設定� �ることにより、1msの間に200個のボールSAWデ� �イスの測定データを得ることができる。そ� �ゆえ、測定対象の周回数が100周目で、平均� �回数が64回とすると、平均化された測定デー タを1つ得るのに要する時間は、1ms×64=64msと� �る。

 すなわち、本実施例のリモート水素セン� ��ーによれば、64ms毎にボールSAWデバイスを切 り替えており、ほぼリアルタイムに水素製造 装置50全体を監視することができる。

 以下、リモート水素センサーの動作につ� ��て補足する。水素を検知する為の感応膜は� ��ラジウムとニッケルの合金を使用する事が� ��来る事が公知である。水素製造装置50にリ� �ート水素センサーが設置された状態で、例� �ば51番目のボールSAWデバイス付近から水素が 漏れたと想定する。ここで、感応膜は水素を 吸着すると硬くなり音速を早くする性質があ るので、その箇所に設置された感応膜付きの ボールSAWデバイス5Xからの出力信号は、速度� ��速くなった弾性表面波の波形を示す。また� ��弾性表面波のエネルギーを感応膜が吸収す� ��事によって起こる弾性表面波の減衰が大き� ��なる現象を、強度の低下から観測すること� ��出来る。それゆえ、感応膜付きのボールSAW� ��バイス5Xからの出力信号は、水素濃度に応� �て変化が大きくなり、水素が漏れていると� �断ができるようになる。なお、感応膜のな� �温度較正用のボールSAWデバイス5Yからの出力 信号においては、温度に対する変化以外の変 化はない。

 また、水素は徐々に周りに広がっていき� ��51番目のボールSAWデバイスのとなりに設置� �れた50番目・52番目のボールSAWデバイスの近� ��にも漂っていく。そして、50番目及び52番目 のボールSAWデバイスも51番目のボールSAWデバ� ��スと同様に反応をする。この際、水素の濃� ��に依存して弾性表面波の音速と強度とが変� ��するので、それぞれのボールSAWデバイスに� ��いて時間的変化率が異なる。

 さらに、ボールSAWデバイスを3次元的に配 置すると、水素濃度に応じて音速と強度とが 異なるので、どの部分で水素漏れが発生し、 どのようにガスが広がっていくかを観測でき る。また、水素の漏れた箇所も特定できるの で、水素製造装置を修理する際に迅速な対応 ができる。

 また、弾性表面波測定装置はインターネ� ��トに接続されているので、遠隔地から、こ� ��部屋を監視することが可能であり、水素漏� ��の確認を安全に行なうことができる。なお� ��制御装置21は、インターネットにつながっ� �おり、同じ建物内だけでなく、遠隔地にお� �てもインターネット経由で情報の閲覧がで� �るようになっている。

 なお、本発明における複数の弾性波素子� ��、弾性表面波が伝播する基材が、必ずしも� ��個に形成されていなくても良く、また、弾� ��表面波が周回して伝播する表面が必ずしも� ��離されている必要もない。相互の弾性波素� ��や弾性表面波素子において、互いに独立し� ��弾性波あるいは弾性表面波を励起できれば� ��く、伝播媒体である基材や基板を共通して� ��る弾性波素子や弾性表面波素子も複数の弾� ��波素子としてみなして良い事は本発明の主� ��から明白である。

 例えば、球形弾性表面波素子においては、� ��電性結晶基材としてニオブ酸リチウム(LiNbO ₃ )やタンタル酸リチウム(LiTaO ₃ )など、単一の球形基材に、10本程度の複数の 弾性表面波の周回経路を形成できることが知 られているが、このような単一の球形基材表 面の各周回経路上に独立した櫛型電極を形成 して複数の球形弾性表面波素子と同じ機能を 単一の機材上に形成できることがしられてお り、本発明はこのような球状弾性表面波素子 への適用も除外するものではない。

<その他>
 なお、本発明は、上記実施形態そのままに� ��定されるものではなく、実施段階ではその� ��旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して� ��体化できる。また、上記実施形態に開示さ� ��ている複数の構成要素の適宜な組み合わせ� ��より種々の発明を形成できる。例えば、実� ��形態に示される全構成要素から幾つかの構� ��要素を削除してもよい。更に、異なる実施� ��態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。