例如，已知有利用作为具备水晶振子的感知传感器的水晶传感器 的感知装置，其中，该水晶振子为了对河流中含有的二噁英(dioxin)、 PCB(聚氯联苯)等环境污染物质、鱼的养殖中被使用并残留在养殖 的鱼的血液中的各种抗生物质、成为动物的体组织的BSE(牛脑海绵 状病)的原因的朊蛋白(prion)等病变物质等微量包含在环境或活体 中的感知对象的质量和浓度进行定量检测，例如具备作为压电片的水 晶片，并在该水晶片的一个表面一侧和另一表面一侧分别设置有用于 使水晶片激振的激励电极。
下面，对该感知装置进行详细说明，该感知装置除了包括上述水 晶传感器以外，还包括与该水晶传感器电连接且具备对水晶片发出的 频率进行检测的频率检测部的频率测定器；和与该频率测定器电连接 且具备作为输出部的监视器等的PC(个人计算机)。并且，在上述水 晶振子的一个表面一侧设置有在该表面上附着例如抗体的吸附层，该 抗体通过与抗原抗体反应有选择地吸附例如上述的感知对象的一种， 当感知对象被吸附层吸附时，水晶片的频率根据感知对象的吸附量发 生变化。而且，在上述PC中，例如安装有对频率测定器的频率检测部 检测到的频率变化进行解析、并将该频率变化图表显示在监视器中的 软件。
在这样构成的感知装置中，例如当使用者继溶剂之后将含有感知 对象的试样溶液滴在水晶振子上时，感知对象被吸附层吸附，水晶振 子的振荡频率根据吸附量减少，该频率变化被图表显示在监视器上。 使用者从该图表读取频率变化量，以该变化量为基础进行规定的运算， 由此，能够求取在试样溶液中包含的感知对象的质量和浓度。
然而，为了确保人体的安全，在环境领域中例如在规定的气氛下， 将溶剂加入作为检测体而采取的水中，或者使作为检测体采取的空气 溶解在溶剂中，由此调制试样溶液，然后将该试样溶液中包含的上述 二噁英、PCB等各种环境污染物质的浓度与针对各环境污染物质的每 一种预先分别设定的基准浓度(容许量)进行比较，然后判定其大小。 另外，在食品卫生领域，例如也有由动物的血液等检测体调制试样溶 液，将该试样溶液中含有的各种抗生物质等对人体有毒的物质的浓度 与对各有毒物质的每一种预先分别设定的基准浓度进行比较，然后判 定其大小的情况。在进行这种判定的情况下，虽然能够使用上述现有 的感知装置，但在这种情况下，使用者除了如上所述利用感知装置进 行定量检测以外，还要对进行过定量检测的物质的基准浓度进行调查、 存储，在此基础上将该基准浓度与感知装置检测的定量检测值进行逐 一比较并进行大小的判定，因此，例如当对多个感知对象进行判定时 使用者的负担较大。
在专利文献1中，虽然记载有具备水晶传感器的感知装置，但其 目的是不使用电缆地连接装置中包括的各构成要素以提高灵敏度，没 有解决上述的问题。

本发明的任务是解决上述现有技术的问题，其目的是提供使用者 能够简便地把握感知对象的浓度是否在基准值以下的感知装置。
本发明提供一种感知装置，其使用设置有用于吸附感知对象的吸 附层和电极并因感知对象的吸附而导致固有频率发生变化的压电振 子，利用该压电振子的固有频率的变化对感知对象进行感知，其特征 在于，包括：用于使上述压电振子振荡的振荡电路；根据来自该振荡 电路的振荡输出对感知对象的浓度进行测定的测定部；存储使多个感 知对象和其基准浓度对应的数据的存储部；选择感知对象的选择单元； 从存储部读出与利用该选择单元选择的感知对象对应的基准浓度，对 由上述测定部检测的浓度检测值和基准浓度进行比较的数据处理部； 和输出在该数据处理部比较后的比较结果的输出部。这里，上述选择 单元也可以是通过指定感知对象而选择存储部的基准浓度的输入部。
另外，另一发明为一种感知装置，其使用设置有用于吸附感知对 象的吸附层和电极并因感知对象的吸附而导致固有频率发生变化的压 电振子，利用该压电振子的固有频率的变化对感知对象进行感知，其 特征在于，包括：包括压电振子和与该压电振子的电极电连接的端子 部的压电传感器；用于使上述压电振子振荡的振荡电路；根据来自该 振荡电路的振荡输出对感知对象的浓度进行测定的测定部；存储使多 个感知对象和其基准浓度对应的数据的存储部；选择感知对象的选择 单元；从存储部读出与利用该选择单元选择的感知对象对应的基准浓 度，对由上述测定部检测的浓度检测值和基准浓度进行比较的数据处 理部；上述压电传感器的端子部以能够自由装卸的方式连接且包括上 述振荡电路、测定部和数据处理部的本体部；和输出在该数据处理部 比较后的比较结果的输出部，上述选择单元包括设置在压电传感器上 且与该压电传感器感知的感知对象对应的识别码，和设置在上述本体 部上，读取上述识别码并对感知对象进行判断的读取单元。在这种情 况下，读取单元在压电传感器安装在本体部的状态下读取识别码。并 且，识别码被写入例如设置在压电传感器中的集成电路元件内的存储 器中，或者构成为被光学读取的条形码或磁性数据。而且，上述压电 传感器也可以具备被供给包含感知对象的试样溶液的液体收容部。
而且，在本发明中也可以构成为，具备指定感知对象的输入部， 并具备当由该输入部指定的识别码和由上述读取单元读取的识别码不 一致时通知为不一致的情况的单元。
本发明将使多个感知对象和其基准浓度对应的数据存储在存储部 中，利用选择单元选择感知对象，由此，从上述数据读出对应的基准 浓度，并且输出该基准浓度和利用测定部测定的感知对象的浓度的比 较结果，因此，能够容易地把握感知对象的浓度是否在基准浓度以下。
另外，在包括压电振子的感知传感器中预先设置与该感知传感器 感知的感知对象对应的识别码，在本体部一侧读取上述识别码，对感 知对象进行判断，由此就能够自动地进行感知对象的选择，因此作业 简单方便。

图1为本发明的实施方式的感知装置的整体结构图。
图2为构成上述感知装置的水晶传感器和频率测定器的一个例子。
图3为上述水晶传感器的纵截面侧视图。
图4为表示构成上述水晶传感器的水晶振子和周边的配线的说明 图。
图5为表示使用上述感知装置进行判定的顺序的流程图。
图6为表示水晶传感器的另一个实施方式的说明图。
图7为包括上述水晶传感器的本发明的其它实施方式的感知装置 的整体结构图。
图8为表示使用上述感知装置进行判定的顺序的流程图。

图1为本发明的感知装置的一个实施方式的整体结构图。图中11 是具备作为压电片的水晶片的水晶振子(压电振子)。图中的点划线10 包围的部分是作为权利要求书中所述的压电传感器(感知传感器)的 水晶传感器，包括上述水晶振子11。图中20为端子部，在后面对其进 行说明。水晶振子11通过端子部20与振荡电路21连接。在振荡电路 21的后段设置有A/D(模拟/数字)变换器22，在A/D变换器22的后 段设置有频率检测部23。该频率检测部23与总线31连接。其中，与 振荡电路21相比，位于后段的各部包括在权利要求书中所述的本体部 中。
接着，对与总线31连接且构成该感知装置的各部进行说明。图中 32是作为运算部的CPU(中央处理装置)，图中33是测定程序。该测 定程序33发挥频率差检测部和比较部的作用，以能够执行频率差检测 步骤和比较步骤的方式构成，其中，该频率差检测步骤对水晶振子11 的振荡频率变化时的变化前和变化后的振荡频率的差进行检测，该比 较步骤用于与根据频率差计算的感知对象的定量值进行比较。图中34 是工作存储器，是进行根据频率检测部23检测的频率求取试样溶液中 的感知对象的浓度的运算的区域。
图中35为数据表，例如存储有与二噁英、PCB、朊蛋白等多个感 知对象对应的容许值(基准浓度值)。图中36是输出部，相当于例如 由监视器等构成的显示部、打印机等。图中37是构成选择单元的输入 部，由键盘、鼠标、显示于显示部的画面等构成。而且，例如通过该 输入部37能够将上述各容许值改写成任意的值。
图2是表示构成图1的感知装置的各部的具体结构的一个例子的 图。图中41为频率测定器，包括振荡电路21、A/D变换器22和频率 检测部23。在该频率测定器41的前面设置有8个插入口40，最多8 个水晶传感器10能够分别自由装卸地安装在这些插入口40上。在上 述插入口40内设置有端子部，当将水晶传感器10安装在插入口40内 时，与后述的水晶传感器10一侧的端子部相当的印刷配线14a、14b 和设置在该插入口40内的上述端子部连接，这样，频率测定器41和 水晶传感器10电连接。而且，在图1中，水晶传感器10的端子部(印 刷配线14a、14b)和插入口40内的端子部表示为端子部20。该感知 装置为8通道结构，如上所述，通过使水晶传感器10与频率测定器41 电连接，能够最多形成8个从图1的水晶振子11至A/D变换器22的 电路的通道，各通道的输出被切换并输出至频率检测部23。
如图2和图3所示，水晶传感器10构成为，在基板例如印刷基板 42上重叠有橡胶片43，以堵塞设置在该橡胶片43上的凹部44的方式 设置有水晶振子11，而且从橡胶片43之上安装有上盖壳体45。在上 盖壳体45上形成有用于注入作为被测定流体的试样溶液的注入口46 和试样溶液的观察口47，从注入口46注入试样溶液，于是，水晶振子 11的上表面一侧的空间充满试样溶液(水晶片浸渍在试样溶液中)。水 晶传感器10中的充满试样溶液的部位相当于液体收容部。水晶振子11 的下表面一侧利用上述凹部44形成密封空间，这样就构成朗之万 (Langevin)型的水晶传感器。
如图4所示，水晶振子11例如在圆形的水晶片12的两个表面上 分别设置有用于使水晶片12激振的例如分别具有相同形状的电极13a、 13b(背面一侧的电极13b与表面一侧的周边部连接形成)。这些电极 13a、13b通过导电性粘接剂49分别与设置在印刷基板42上的印刷配 线14a、14b电连接。而且，在水晶振子11的一个面一侧例如电极13a 的圆形部分的表面上形成有吸附层(未图示)，该吸附层例如由有选择 地吸附感知对象(测定对象)的抗体构成。
另外，虽然省略了图示，但在该频率测定器41上连接有具备作为 输出部36的监视器和作为输入部37的键盘的PC。在该PC中例如包 括上述CPU 32、测定程序33、工作存储器34和数据表35，并且安装 有用于将测定程序33的比较结果输出至作为输出部37的监视器的图 象显示软件。其中，频率测定器41和上述PC构成权利要求书中所述 的本体部。并且，由频率检测部23、CPU32、测定程序33、工作存储 器34构成测定部。
接着，例如以将从作为检测体而采取的河流的水制作的试样溶液 中的二噁英的浓度和对该试样溶液设定的二噁英的浓度容许值(基准 浓度)进行比较的情况为例，参照图5，对以上述方式构成的感知装置 的作用进行说明。例如，预先采取规定量的上述检测体作为试样，例 如以不含二噁英的溶剂例如纯水稀释该试样，由此调制试样溶液。而 且，作为调制试样溶液时的溶剂，在这个例子中虽然使用纯水，但也 可根据准备测定的感知对象、检测体的种类适当地选择。
首先，通过作为输入部37的键盘选择二噁英作为感知对象(步骤 S1)。通过该选择，二噁英的浓度容许值(基准浓度)M1从数据表35 被读出，并被写入工作存储器34中。
接着，例如在将多个水晶传感器10安装在频率测定器41中之后， 为了求取频率的空白(blank)值，例如将在试样溶液的调制中使用的 例如2.0ml的纯水注入安装的水晶传感器10的一个注入口46中，使水 晶振子11浸渍在纯水中，利用振荡电路21使该水晶振子11振荡。该 水晶振子11的振荡输出被输入频率检测部23中，于是其频率被检测 出。在从频率检测部23输出的水晶振子11的振荡频率稳定后，测定 程序33将该振荡频率作为fA写入工作存储器34中(步骤S2)。
然后，将以上述方式调制的2.0ml的试样溶液注入与在步骤S2中 注入纯水的水晶传感器10不同的水晶传感器10的注入口46中，使水 晶振子11浸渍在该试样溶液中。然后，水晶振子11的振荡频率被输 入频率检测部23，在从频率检测部23输出的水晶振子11的振荡频率 稳定后，测定程序33将该振荡频率作为fB写入工作存储器34中(步 骤S3)。求取fB的方法不限于这个例子，例如，也可以将纯水注入水 晶传感器10中，然后从该水晶传感器10废弃纯水，接着，将试样溶 液加入该水晶传感器10中，以该振荡输出稳定后的值作为fB。或者， 例如也可以将纯水注入水晶传感器10中，在测定这时的振荡输出fA 后，不废弃其中的纯水，接着，将试样溶液加入该水晶传感器10内， 以该振荡输出稳定后的值作为fB。
将测定的频率fA、fB分别写入工作存储器34中，在该工作存储 器34中通过测定程序33运算fA和fB的频率差(fA-fB)。虽然通过 在该频率差上乘以常数即可求得被吸附层吸附的感知对象的质量，但 因为该吸附量与试样溶液中的感知对象的浓度对应，因此(fA-fB)与 试样溶液中的感知对象的浓度对应。因此，例如预先对每个感知对象 制作检量线，存储在其它存储器中，并设置根据该检量线运算感知对 象的浓度的程序，由此，当求得(fA-fB)时就能够求得感知对象的浓 度(步骤S4)。
接着，测定程序33对在步骤S1中被读出后并被写入工作存储器 34的数据表35的容许值M1和在步骤S4中运算的运算值M的大小的 比较，进行容许值M1＞运算值M或容许值M1＜运算值M的判定(步 骤S5)。利用安装在PC中的图象显示软件，例如在容许值M1＞运算值 M的情况下例如将文字“+”输出至作为输出部36的监视器，在容许 值M1＜运算值M的情况下，例如将文字“-”输出至监视器(步骤S6)。 关于该显示，作为文字显示等能够适当地决定。
根据这个实施方式，将使多个感知对象和其基准浓度对应的数据 存储在数据表35中，通过输入部37选择感知对象，由此能够从上述 数据读出对应的基准浓度。并且，输出该基准浓度和感知对象的浓度 的比较结果，其中，该感知对象的浓度由测定程序33根据因附着有感 知对象而引起的水晶传感器10的振荡频率的变化运算而得。因此，能 够容易地把握感知对象的浓度是否在基准浓度以下。因此，例如当使 用者变更感知对象时，由于不需要在每次变更时调查各感知对象的浓 度，所以能够减轻使用者的劳力。
接着，说明另一个实施方式。图6表示该实施方式中的水晶传感 器50的结构，该水晶传感器50的结构与上述水晶传感器10大致相同。 但是，在图6中省略了与覆盖印刷基板42的上盖壳体45和橡胶片43 相关的说明。作为水晶传感器50和水晶传感器10的差异点，在水晶 传感器50中在印刷基板42上搭载有作为集成电路元件的IC芯片51， 在该IC芯片51的存储器中写入有与设置在水晶振子11的电极13a上 的吸附层的种类对应的识别码，换言之，写入有与感知对象对应的识 别码。图中52、53分别为形成与IC芯片51的电极(未图示)连接的 端子部的印刷配线。
图7是表示包括这种水晶传感器50的感知装置的整体结构图的一 例的图。下面说明与上述实施方式的差异。例如在上述频率测定器41 的插入口40内设置有与连接在上述印刷配线14a、14b上的端子部不 同，且能够以自由装卸的方式与上述IC芯片51的端子部(印刷配线 52、53)连接的端子部，将该IC芯片51的端子部和与该端子部连接 的插入口40内的端子部表示为图中端子部54、55。端子部54与电源 连接，并且端子部55与图中56表示的S/P(串联/并联)变换器56连 接。其中，例如S/P变换器56包括在频率测定器41中，与总线31连 接。然后，与水晶传感器10的情况同样，将水晶传感器50的印刷基 板42插入频率测定器41的插入口40中，使印刷配线13a、13b与对 应的插入口40内的端子部连接，与此同时，印刷配线52、53也连接 在与其对应的插入口40内的端子部上。并且，测定程序33构成为， 除了能够执行上述的实施方式的频率差检测步骤和判定步骤外，还能 够执行在该感知装置的作用中说明的ID解析步骤。
参照图8对该感知装置的作用进行说明。令感知对象为与上述实 施方式相同的二噁英。首先，作为步骤S1，与上述实施方式的S1不同， 例如将多个水晶传感器50插入频率测定器41的插入口40中，将印刷 配线14a、14b与端子部54连接，通过S/P变换器56使IC芯片51与 总线31连接并与电源连接。当进行这种连接时，测定程序33读出存 储在IC芯片51中的识别码，从数据表35读出与该识别码对应的容许 值，在这个例子中该容许值为二噁英的容许值M1，然后写入工作存储 器34中。作为以后的步骤S2～S4，分别与上述实施方式的步骤S2～ S4相同。作为之后执行的步骤S5，与上述近实施方式不同，对在上述 步骤S1中根据识别码选择的二噁英的容许值M1和由步骤S4运算的 试样溶液中的感知对象的浓度值M的大小进行比较。之后，作为步骤 S6，与上述实施方式相同，将前阶段的步骤S5的比较结果输出至输出 部36。当这样构成感知装置时，由于感知对象的选择自动进行，所以 作业简单方便。
另外，在上述实施方式中，例如也可以不设置IC芯片51，而在印 刷基板42的露出的端部上印刷与吸附层的种类对应的例如条形码等识 别码，在频率测定器41的插入口40设置能够光学读取该识别码的光 学读取部。在此情况下，当水晶传感器安装在频率测定器41上时，上 述读取部读取该印刷基板42的识别码，测定程序33对该读取的识别 码进行解析。而且，也可以构成为测定程序33根据解析结果选择数据 表35的容许值。另外，识别码也可以为在银行的现金卡中使用的磁性 数据。
此外，作为输出部36，不限于使用与PC连接的监视器，例如， 也可以在频率测定器41上设置采用液晶的显示部。另外，关于其它的 CPU 32等上述实施方式，包括在PC中的各部也可以不设置在PC中， 而设置在频率测定器41中。
此外，作为输出部36，例如也能够使用LED(发光二极管)、警 报发生器等，例如也可以下述方式构成感知装置，即，当运算的感知 对象的浓度比存储在数据表中的该感知对象的容许值大的情况下， LED点亮或从警报发生器鸣响警报。
另外，在根据由上述的IC芯片51内的识别码或由条形码构成的 识别码选择数据表35的感知对象的容许值的实施方式中，使用者能够 通过输入部37选择感知对象，进一步，例如也可以下述方式构成感知 装置，即，在PC中设置对与上述识别码对应的感知对象和使用者利用 输入部37选择的感知对象的不一致进行确认的程序，当通过上述程序 确认到它们的不一致时，在输出部36中显示表示这种不一致的文字或 记号等。如果这样构成感知装置，就能够防止水晶传感器10的插入错 误。
专利文献1：日本特开2001-083154(段落0007，图1)