频率测量装置、以及具备该装置的气味传感器和电子设备制造方法及图纸

一种频率测量装置，具备：具备第一吸附膜的第一振荡器（１００ａ）；具备第二吸附膜的第二振荡器（１００ｘ）；与第一振荡器（１００ａ）连接并具备能调频输出第一振荡信号（１１８ａ）的第一频率调整器的第一振荡电路（１１０ａ）；与第二振荡器（１００ｘ）连接并具备能调频输出第二振荡信号（１１８ｘ）的第二频率调整器的第二振荡电路（１１０ｘ）；能分别测量第一振荡信号（１１８ａ）及第二振荡信号（１１８ｘ）的频率的测量电路（１２０ａ）；和基于测量电路（１２０ａ）的测量结果，能控制第一频率调整器及第二频率调整器使得第一振荡信号（１１８ａ）和第二振荡信号（１１８ｘ）之间的频率差大于规定的频率差的控制电路（１３０）。

【技术实现步骤摘要】
频率测量装置、以及具备该装置的气味传感器和电子设备
本专利技术涉及具备由具备吸附膜的振荡器以及与该振荡器连接的振荡电路构成的多个组的频率测量装置等。
技术介绍
若在处于谐振状态的水晶振荡器表面附着有周边介质所含的物质，则有谐振频率根据该附着物质发生变化的现象。利用该现象的技术被称作QCM(QuartsCrystalMicrobalance)，并作为检测周边介质所含的分子的存在或者其含量的传感器来进行利用。作为QCM的应用例，可列举在振荡器的表面形成了选择性地吸附特定的分子的吸附膜的气味传感器(odorsensor)。另外，还研究了利用DNA的杂交的生物传感器、气体传感器等的运用。在以下的说明中，主要以气味传感器为例进行说明。一般而言，在QCM设备中利用AT切(ATCUT)型的水晶振荡器。AT切是指对于水晶晶体轴的某特定方位的切基板，在室温附近温度系数变化极小，从而温度稳定性好，因此，不限于QCM设备而被广泛运用。AT切水晶振荡器，若在基板正面和背面上形成的激励电极间施加电压，则在正面和背面彼此不同地滑动，即所谓的厚度滑动振动模式下进行动作。该谐振频率f0与正面和背面的电极所夹持的部位的水晶板厚成反比，一般具有下面的关系。f0(MHz)＝1670/水晶板厚(μm)而且，利用该AT切水晶振荡器的QCM设备的吸附物质量ΔM与频率变化量Δf之间的关系由下面的Sauerbrey式表示，这是公知的。(数学式1)在此，f0：振荡器的谐振频率、ρ：水晶的密度、μ：水晶的剪切弹性常数、A：有效振动面积(大致电极面积)。通过用上式来提高水晶振荡器的谐振频率f0，可知灵敏度即每吸附物质量ΔM的频率变化量Δf将被提高。但是，利用了QCM设备的气味传感器被公开在例如JP特开昭63-222248号公报(专利文献1)等中。在该专利文献1的实施例6所公开的技术中，利用在AT切水晶振荡器1的电极2上形成了作为吸附膜的由二烷基铵盐(dialkylammoniumsalt)和聚苯乙烯磺酸(polystyrenesulfonicacid)构成的二分子膜薄膜的元件(图6)，来检测在空气中饱和的气味物质β紫罗兰酮的存在，作为振动频率的变化(图9)。然而，实际上选择性地仅使目标物质吸附在吸附膜上是不可能的，在吸附膜上会有多种物质被吸附。为了解决该问题，在例如JP特开平1-244335号公报(专利文献2)所记载的技术中，采用了所谓的多阵列方式，即同时对形成了种类各不相同的吸附膜的多个水晶振荡器的振动频率变化进行观测并模式分析振荡器间的振动频率变化比，由此特定气味的种类。在此，要提高气味的识别精度，增加具备使用的吸附膜的振荡器的种类是有效的。而作为测定对象的气味物质被认为有40万种，将这样庞大种类的气味物质像上述现有技术那样用几个(几种)振荡器(QCM)来识别是不可能的。这样，在使用多个振荡器(QCM)时，有时分别与振荡器连接的振荡电路间的牵引现象(drawingeffect)将成问题。在此所说的牵引现象是指，在两个振荡电路的振荡频率接近的情况下，因某种触发而从这些谐振电路输出的信号的频率会突然一致地变化的现象。若产生牵引现象，则从振荡电路输出的信号将与附着在吸附膜上的物质无关地变化。在JP特开平10-142134号公报(专利文献3)中，为了避免牵引现象，利用多个预先选好的谐振频率各不相同的振荡器。专利文献1：JP特开昭63-222248号公报专利文献2：JP特开平1-244335号公报专利文献3：JP特开平10-142134号公报然而，即使像上述专利文献3所记载的那样，预先选好谐振频率各不相同的振荡器来进行使用，有时振荡电路所含的负载电容等特性会产生偏差。在这种情况下，从振荡电路输出的信号频率有时不会成为预定的频率，从而在振荡电路间有时得不到期望的频率差。其结果是，还是有产生牵引现象的情况。进而，在利用多个振荡器的情况下，需要这些振荡器各自具有不同的谐振频率，从而存在甄选费时的这样课题。
技术实现思路
为了解决所提出的课题，本专利技术的一种形态的频率测量装置，具备：第一振荡器，其具备第一吸附膜；第二振荡器，其具备第二吸附膜；第一振荡电路，其与所述第一振荡器连接，并具备能调整频率地输出第一振荡信号的第一频率调整器；第二振荡电路，其与所述第二振荡器连接，并具备能调整频率地输出第二振荡信号的第二频率调整器；测量电路，其构成为能分别测量所述第一振荡信号的频率以及所述第二振荡信号的频率；和控制电路，其构成为：基于由所述测量电路得到的测量结果，能对所述第一频率调整器以及所述第二频率调整器进行控制，使得所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差。根据此构成，由于使从第一振荡电路以及第二振荡电路分别输出的第一振荡信号和第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差，因此能够防止在振荡电路之间产生牵引现象。进而，能够防止因牵引现象而造成频率测量装置的动作产生不良状态的情况。另外，不需要预先选定具有规定的谐振频率的振荡器。进而，由于不需要振荡器的选定，具有某谐振频率的振荡器将不会多出，从而能够使产量提高。另外，本专利技术的一种形态的频率测量装置，还具备：第三振荡器，其具备第三吸附膜；和第三振荡电路，其与所述第三振荡器连接，并具备能调整频率地输出第三振荡信号的第三频率调整器，所述测量电路还构成为能测量所述第三振荡信号的频率，所述控制电路构成为能执行以下的处理，即，(a1处理)基于由所述测量电路测量得到的频率，将所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、以及所述第三振荡信号之中具有最高频率的信号确定为第一信号，并将仅次于所述第一信号的具有次高频率的信号确定为第二信号；(b处理)比较所述第一信号和所述第二信号；(c1-1处理)当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差大于规定的频率差时，将所述第二信号确定为新的所述第一信号，并将仅次于所述新的第一信号的具有次高频率的信号确定为新的所述第二信号，且回到所述(b处理)；(c1-2处理)当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差在规定的频率差以下时，控制与输出所述第二信号的振荡电路对应的频率调整器来降低所述第二信号的频率，并回到所述(a1处理)。根据此构成，由于使第一振荡信号至第三振荡信号的各自的信号间的频率差大于各自规定的频率差，因此，能够防止这些振荡电路之间的牵引现象。另外，通过利用上述构成的控制电路，能够简单且适当地使各谐振信号之间的频率差大于规定的频率差。进而，在上述构成的控制电路中，当调整振荡信号的频率时，进行降低频率的处理。这样，在不使频率测量装置的功耗增加的前提下，能够调整振荡信号的频率。另外，本专利技术的另一种形态的频率测量装置，还具备：第三振荡器，其具备第三吸附膜；和第三振荡电路，其与所述第三振荡器连接，并构成为能输出第三振荡信号，该第三振荡信号具有第三频率调整器能调整的频率，所述测量电路还构成为能测量所述第三振荡信号的频率，所述控制电路构成为能执行以下的处理，即，(a2处理)基于由所述测量电路测量得到的频率，将所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、以及所述第三振荡信号之中具有最低频率的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种频率测量装置，具备：第一振荡器，其具备第一吸附膜；第二振荡器，其具备第二吸附膜；第一振荡电路，其与所述第一振荡器连接，并具备能调整频率地输出第一振荡信号的第一频率调整器；第二振荡电路，其与所述第二振荡器连接，并具备能调整频率地输出第二振荡信号的第二频率调整器；测量电路，其构成为能分别测量所述第一振荡信号的频率以及所述第二振荡信号的频率；和控制电路，其构成为：基于由所述测量电路得到的测量结果，能对所述第一频率调整器以及所述第二频率调整器进行控制，使得所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差。

【技术特征摘要】
JP 2010-137267 2010年6月16日1.一种频率测量装置，具备：第一振荡器，其具备第一吸附膜；第二振荡器，其具备第二吸附膜；第一振荡电路，其与所述第一振荡器连接，并具备能调整频率地输出第一振荡信号的第一频率调整器；第二振荡电路，其与所述第二振荡器连接，并具备能调整频率地输出第二振荡信号的第二频率调整器；测量电路，其构成为能分别测量所述第一振荡信号的频率以及所述第二振荡信号的频率；控制电路，其构成为：基于由所述测量电路得到的测量结果，能对所述第一频率调整器以及所述第二频率调整器进行控制，使得所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差；第三振荡器，其具备第三吸附膜；和第三振荡电路，其与所述第三振荡器连接，并具备能调整频率地输出第三振荡信号的第三频率调整器，所述测量电路还构成为能测量所述第三振荡信号的频率，所述控制电路构成为能执行以下的处理，即，a1处理，基于由所述测量电路测量得到的频率，将所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、以及所述第三振荡信号之中具有最高频率的信号确定为第一信号，并将仅次于所述第一信号的具有次高频率的信号确定为第二信号；b处理，比较所述第一信号和所述第二信号；c1-1处理，当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差大于规定的频率差时，将所述第二信号确定为新的所述第一信号，并将仅次于所述新的第一信号的具有次高频率的信号确定为新的所述第二信号，且回到所述b处理；c1-2处理，当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差在规定的频率差以下时，控制与输出所述第二信号的振荡电路对应的频率调整器来降低所述第二信号的频率，并回到所述a1处理。2.一种频率测量装置，具备：第一振荡器，其具备第一吸附膜；第二振荡器，其具备第二吸附膜；第一振荡电路，其与所述第一振荡器连接，并具备能调整频率地输出第一振荡信号的第一频率调整器；第二振荡电路，其与所述第二振荡器连接，并具备能调整频率地输出第二振荡信号的第二频率调整器；测量电路，其构成为能分别测量所述第一振荡信号的频率以及所述第二振荡信号的频率；控制电路，其构成为：基于由所述测量电路得到的测量结果，能对所述第一频率调整器以及所述第二频率调整器进行控制，使得所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差；第三振荡器，其具备第三吸附膜；和第三振荡电路，其与所述第三振荡器连接，并构成为能输出第三振荡信号，该第三振荡信号具有第三频率调整器能调整的频率，所述测量电路还构成为能测量所述第三振荡信号的频率，所述控制电路构成为能执行以下处理，即，a2处理，基于由所述测量电路测量得到的频率，将所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、以及所述第三振荡信号之中具有最低频率的信号确定为第一信号，并将仅次于所述第一信号的具有次低频率的信号确定为第二信号；b处理，比较所述第一信号和所述第二信号；c2-1处理，当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差大于规定的频率差时，将所述第二信号确定为新的所述第一信号，并将仅次于所述新的第一信号的具有次低频率的信号确定为新的所述第二信号，且回到所述b处理；c2-2处理，当所述第一信号和所述第二信号之间的频率差在规定的频率差以下时，控制与输出所述第二信号的振荡电路对应的频率调整器来升高所述第二信号的频率，并回到所述a2处理。3.一种频率测量装置，具备：第一振荡器，其具备第一吸附膜；第二振荡器，其具备第二吸附膜；第一振荡电路，其与所述第一振荡器连接，并具备能调整频率地输出第一振荡信号的第一频率调整器；第二振荡电路，其与所述第二振荡器连接，并具备能调整频率地输出第二振荡信号的第二频率调整器；测量电路，其构成为能分别测量所述第一振荡信号的频率以及所述第二振荡信号的频率；控制电路，其构成为：基于由所述测量电路得到的测量结果，能对所述第一频率调整器以及所述第二频率调整器进行控制，使得所述第一振荡信号和所述第二振荡信号之间的频率差大于规定的频率差；第三振荡器，其具备第三吸附膜；和第三振荡电路，其与所述第三振荡器连接，并构成为能输出第三振荡信号，该第三振荡信号具有第三频率调整器能调整的频率，所述测量电路还构成为能测量所述第三振荡信号的频率，所述控制电路构成为能执行以下的处理，即，a1处理，基于由所述测量电路测量得到的频率，将所述第一振荡信号、所述第二振荡信号、以及所述第三振荡信号之中具有最高频率的信号确定为第一信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤贵幸，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP