感测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供感测装置。本发明专利技术的目的是在利用石英传感器进行感测对象物的浓度测定或有无的判定的感测装置中，当采用振荡电路单元和包括测定部的装置主体分开的结构时，使得在装置主体侧能够掌握所连接的振荡电路单元的振荡频率。作为具体的解决方法，在装置主体侧设置具有与振荡电路的振荡频率分别对应的带通特性的多个带通滤波器，区分频率信号，了解被区分的频率信号的电平值是否在阈值以上，控制开关部使得在阈值以上的通道与测定部连接，并且根据与该通道对应的频率信号的频率，选择例如在上述测定部使用的基准频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用包括固有振动频率因吸附试样而改变的压电振子 的感测传感器，根据上述压电振子的固有频率的变化感测试样的吸附 的感测装置。
技术介绍
作为感测微量的物质的方法，已知使用了石英振子的感测装置。 该感测装置在石英振子的表面形成用于吸附感测对象物的吸附层，构 成石英传感器，当感测对象物附着在石英振子上、详细地说是附着在 吸附层上时，其固有振动频率根据其附着量而变化，利用该特征测定 感测对象物的有无或其浓度，其应用范围广泛，作为装置也为简单的 结构，而且因为灵敏度高所以具有也能够测定极微量的物质的优点。 例如，在专利文献1中记载有，在对血液、尿等中所包含的传染病标 志物进行分析时，如果使用石英传感器，则是能够代替需要昂贵且大 型的自动分析装置的免疫乳胶凝集的有效方法。于是，本专利技术者，作为石英传感器的应用对象，研究了例如作为环境污染物质的二恶英、PCB或血液中的传染病标志物等，如果通过 该方法能够高精度地测定对象物质则是划时代的成果。这是因为，在 现状下，例如作为测定二恶英的方法，已知使用气相色谱质量分析仪 的方法和ELISA法(适用酶联免疫吸附测定法)，但气相色谱质量分析 计的装置价格极高，因此分析成本也相当高，而且分析需要较长的期 间，ELISA法与气相色谱质量分析计相比，装置价格、分析价格较低， 分析所需的时间也较短，但存在分析精度较低的问题。使用了石英振子的感测装置，形成使感测对象物质吸附在石英振 子上的、例如由产生抗体抗原反应的抗体构成的吸附层，在该石英振 子上连接振荡电路，并且设置测量振荡电路的振荡频率的频率计测部 而构成主要部分。另一方面，为了确定石英振子的振荡频率的适当的区域，对各种感测对象物多次进行实验，结果发现，存在虽然对于某 种感测对象物是适当的频率区域，但对于别的感测对象物则不适当的 情况，因此，作为实用产品优选不将石英振子的振荡频率确定为一个， 而是使得能够从多个振荡频率中、例如从至少两个振荡频率中选择振 荡频率。此外，作为测定频率的方法，如专利文献2所记载的，相比于测 定石英振子的振荡频率本身，如果取其与基准频率的差来测定该差频 率的频率变化，则远小于振荡频率的频率成为计测对象，所以是有利 的。进而，在专利文献2中记载了，使用振荡频率彼此不同的传感器 振子，由采样电路检测出各传感器振子的振荡频率frl frn和与它们分 别对应的基准频率fl fh的差，由选择器切换各通道以取入运算装置 的结构。但是，根据这种感测装置的用途，存在优选使石英传感器插入的 振荡电路侧的单元和包括测定系统的装置主体侧分离，例如通过线缆 使它们能自由装卸的情况。但是，在这样的装置中，难以采用使用振 荡频率与基准频率的差进行测定的方法。其理由是，虽然必须根据使 用的石英传感器的振荡频率选择基准频率，但是尤其是在振荡频率被 分配给每个振荡电路单元、通过更换振荡电路单元来变更振荡频率的 装置中，不能够得知在装置主体侧使用了何种振荡频率。另外，虽然 使振荡电路单元与装置主体为1对1的关系即能够解决这样的问题， 但是从成本和空间考虑均不能够说是实用的产品。专利文献l:日本特开2001 — 83154号公报段落0002、 0004专利文献2:日本特开平6—241972号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题提出，目的在于提供一种感测装置，其使用 固有振动频率因试样的吸附而改变的石英振子等压电振子，振荡电路 单元与包括测定部的装置主体是分开的，并且能够通过更换振荡电路 单元来变更振荡频率。本专利技术提供一种感测装置，其使用包括固有振动频率因吸附试样 而改变的压电振子的感测传感器，根据所述压电振子的固有振动频率5的变化感测试样的吸附，该感测装置的特征在于，包括振荡电路单元，其与所述感测传感器连接，并包括用于使该感测传感器的压电振子振荡的振荡电路；装置主体，其与该振荡电路单元能自由装卸地连接，并包括用于测定关于所述振荡电路的振荡输出的频率的信号的测定部；频率区分电路，包括在所述装置主体将来自所述振荡电路单元的频率信号线分支为多个而成的多个通道，和分别设置在这些通道、且具有与所述振荡电路的振荡频率分别对应的带通特性的多个带通滤波器；开关部，其用于使所述多个通道中被选择的通道与所述测定部连接；多个电平检测电路，其用于分别检测所述多个带通滤波器的输出 侧的信号电平；和控制部，将由所述多个电平检测电路分别检测出的电平检测值与 阈值进行比较，控制开关部使得输出了阈值以上的电平检测值的通道 与测定部连接，并且根据与该通道对应的频率信号的频率控制所述测 定部。测定部测定关于上述振荡电路的振荡输出的频率的信号，关于频 率的信号是指频率信号的例如频率或信号电平。上述压电振子包括设置在压电片的表面的电极；和形成在该电 极的表面、用于吸附感测对象物的吸附层，固有振动频率因感测对象 物的吸附而改变。本专利技术例如能够采用以下所述的方式。1. 所述测定部提取从多个基准频率选择出的基准频率与来自振荡 电路的频率信号的频率的差值，测定关于与差值对应的频率的信号。所述控制部根据与输出阈值以上的电平检测值的通道对应的频率 信号的频率，从多个基准频率选择基准频率。2. 在检测带通滤波器的输出侧的信号电平时，控制部对开关部进 行控制使得要检测信号电平的通道与所述测定部连接。3. 所述振荡电路单元和装置主体通过线缆例如同轴电缆能自由装 卸地连接。4.在装置主体侧，连接有用于向所述频率区分电路的输入侧的频 率信号线供给直流电压的供电用线，在所述振荡电路单元侧，连接有用于从所述振荡电路的输出侧提 取所述直流电压的电源线，在所述供电用线和所述电源线上，设置有用于阻止各个振荡输出 通过的低通滤波器，在所述频率信号线上的供电用线的连接点与带通滤波器之间、以 及在频率信号线上的所述电源线的连接点与振荡电路之间，设置有用 于阻止各个直流电压通过的滤波器，装置主体侧的直流电压经由频率信号线被供给至振荡电路侧。按照本专利技术，在使用了固有振动频率因试样的吸附而改变的压电 振子例如石英振子的感测装置中，当采用振荡电路单元和包括测定部 的装置主体分开设置的结构时，在装置主体侧设置具有与振荡电路的 振荡频率分别对应的带通特性的多个带通滤波器来区分频率信号，并 检测被区分出的频率信号的电平。因此，根据该信号电平的检测值， 能够掌握哪个通道(带通滤波器)的信号电平为阈值以上，能够得知 振荡频率。结果，能够控制开关部使得该通道与测定部连接，并且根 据与该通道对应的频率信号的频率控制上述测定部，能够例如提取频 率信号与基准频率信号的差的频率，测定关于频率的信号(例如频率、 相位)，选择与振荡输出相应的基准频率。附图说明图1是表示本专利技术的感测装置的实施方式的外观的立体图。图2是表示上述实施方式中使用的石英传感器的立体图。图3是表示上述实施方式的整体电路结构的方框电路图。图4是表示电平检测电路和控制部的框图。图5是表示上述实施方式的动作的一部分的流程图。图6是表示上述实施方式的一部分的电路的频率带通特性的特性图。图7是表示上述实施方式的一部分的电路的频率带通特性的特性图。图8是表示上述实施方式的一部分的电路的频率带通特性的特性图。图9是表示测定部的一个例子的框图。图10是表示图9所示的电路框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感测装置，其使用包括固有振动频率因吸附试样而改变的压电振子的感测传感器，根据所述压电振子的固有振动频率的变化感测试样的吸附，该感测装置的特征在于，包括：　振荡电路单元，其与所述感测传感器连接，并包括用于使该感测传感器的压电振子振荡的振荡电路；　装置主体，其与该振荡电路单元能自由装卸地连接，并包括用于测定关于所述振荡电路的振荡输出的频率的信号的测定部；　频率区分电路，包括在所述装置主体将来自所述振荡电路单元的频率信号线分支为多个而成的多个通道，和分别设置在这些通道、且具有与所述振荡电路的振动频率分别对应的带通特性的多个带通滤波器；　开关部，其用于使所述多个通道中被选择的通道与所述测定部连接；　多个电平检测电路，其用于分别检测所述多个带通滤波器的输出侧的信号电平；和　控制部，将由所述多个电平检测电路分别检测出的电平检测值与阈值进行比较，控制开关部使得输出了阈值以上的电平检测值的通道与测定部连接，并且根据与该通道对应的频率信号的频率控制所述测定部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-9-29 269226/20061. 一种感测装置，其使用包括固有振动频率因吸附试样而改变的压电振子的感测传感器，根据所述压电振子的固有振动频率的变化感测试样的吸附，该感测装置的特征在于，包括振荡电路单元，其与所述感测传感器连接，并包括用于使该感测传感器的压电振子振荡的振荡电路；装置主体，其与该振荡电路单元能自由装卸地连接，并包括用于测定关于所述振荡电路的振荡输出的频率的信号的测定部；频率区分电路，包括在所述装置主体将来自所述振荡电路单元的频率信号线分支为多个而成的多个通道，和分别设置在这些通道、且具有与所述振荡电路的振动频率分别对应的带通特性的多个带通滤波器；开关部，其用于使所述多个通道中被选择的通道与所述测定部连接；多个电平检测电路，其用于分别检测所述多个带通滤波器的输出侧的信号电平；和控制部，将由所述多个电平检测电路分别检测出的电平检测值与阈值进行比较，控制开关部使得输出了阈值以上的电平检测值的通道与测定部连接，并且根据与该通道对应的频率信号的频率控制所述测定部。2. 如权利要求l所述的感测装置，其特征在于-所述压电振子包括设置在压电片的表面的电极；和形成在该电极的表面、用于吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西直树，茎田启行，若松俊一，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]