特許 7485921 パッシブセンサ読み取り装置、および、物理量測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-09

(45)【発行日】2024-05-17

(54)【発明の名称】パッシブセンサ読み取り装置、および、物理量測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/02 20060101AFI20240510BHJP

   G01K 7/32 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

G01N29/02 501

G01K7/32 S

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020076248

(22)【出願日】2020-04-22

(65)【公開番号】P2021173583

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】榎本 康平

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０９２３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２８８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－００２６５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－２２９７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０３０８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２

Ｇ０１Ｋ ７／３２

Ｇ０１Ｌ １／００

Ｇ０６Ｋ ７／００－７／１４

Ｇ０８Ｃ １７／００－１７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パッシブセンサに向けて、前記パッシブセンサを動作させるための送信波（ＴＷ）を送信する送信部（３０ｃ）と、前記パッシブセンサが前記送信波に応答して送信する応答波（Ｒ）を受信する受信部（３０ｄ）とを備えたパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記受信部が受信する受信信号の信号強度に基づいて、前記応答波とともに受信される残響波の信号強度が許容範囲内かどうかを判断する残響強度判断部（Ｓ２２、Ｓ４２、Ｓ５２）と、
前記残響強度判断部が、前記残響波の信号強度が許容範囲を超えていると判断したことに基づいて、前記送信部において前記残響波を低減可能な予め設定された送信部特性を変更する特性変更部（Ｓ３５、Ｓ３１－１、Ｓ３１－２）と、を備えるパッシブセンサ読み取り装置。

【請求項2】

請求項１に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記特性変更部は、前記送信部が送信する周波数を変更する、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項3】

請求項１に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記特性変更部は、前記送信部が備えるアンテナ（３１）の特性を変更する、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項4】

請求項２に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記特性変更部は、前記送信部が送信する電波の周波数、および、前記送信部が備えるアンテナ（３１）の特性を変更する、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項5】

請求項３または４に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記特性変更部が変更する前記アンテナの特性は、前記アンテナの電気長である、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項6】

請求項３または４に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記アンテナを複数備え、
前記特性変更部は、前記送信波を送信する前記アンテナを、別の前記アンテナに変更する、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項7】

請求項３または４に記載のパッシブセンサ読み取り装置であって、
前記特性変更部は、前記送信部が送信する電波の送信電力を低下させる、パッシブセンサ読み取り装置。

【請求項8】

請求項２または４に記載のパッシブセンサ読み取り装置と前記パッシブセンサとを備えた物理量測定システムであって、
前記パッシブセンサは、互いに近接して配置される、伝播距離が異なる第１素子部（２０ａ）と第２素子部（２０ｂ）とを備えた遅延型の弾性表面波素子（２０）であって移動体（４０）に取り付けられ、
前記送信部は、前記弾性表面波素子に向けて、第１周波数（ｆ１）と、前記第１周波数よりも高い第２周波数（ｆ２）でバースト信号を逐次送信し、
前記送信部が逐次送信した２種類の周波数の電波に対するそれぞれの前記応答波の位相差である２周波位相差（Δθ）を算出する２周波位相差算出部（Ｓ１３、Ｓ１４）と、
前記２周波位相差と物理量との予め設定されている関係と、前記２周波位相差算出部が算出した前記２周波位相差とに基づいて絶対物理量（Ｔ）を決定する物理量決定部（Ｓ１５）とを備え、
前記２周波位相差算出部は、２種類の周波数の電波について、それぞれ、前記第１素子部からの前記応答波の位相と前記第２素子部からの前記応答波の位相との位相差である２素子位相差（Δφ）を算出し、かつ、２つの前記２素子位相差の周波数による位相差を、前記２周波位相差として算出し、
前記残響強度判断部は、前記第１周波数で前記バースト信号を送信したときの前記受信信号の信号強度、および、前記第２周波数で前記バースト信号を送信したときの前記受信信号の信号強度、それぞれに基づいて、前記残響波の影響が許容範囲内かどうかを判断し、
前記特性変更部は、前記残響強度判断部が前記第１周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、前記第１周波数および前記第２周波数を高周波側に変更し、前記残響強度判断部が前記第２周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、前記第１周波数および前記第２周波数を低周波側に変更する、物理量測定システム。

【請求項9】

請求項８に記載の物理量測定システムであって、
前記送信部は、前記第１周波数と前記第２周波数を設定できる設定可能周波数帯域において連続的に周波数を変化させて前記バースト信号を送信でき、
前記設定可能周波数帯域の全範囲に渡り周波数を変化させつつ前記送信部に前記バースト信号を送信させ、前記残響波の信号強度を検出する周波数探索処理を実行する周波数探索処理部（Ｓ２、Ｓ３２）と、
前記周波数探索処理部において得た前記残響波の信号強度に基づいて、連続して前記残響波の強度が前記許容範囲内となった周波数帯域のうちで最も広い周波数帯域を、使用帯域に決定し、前記第１周波数と前記第２周波数との間の周波数帯域が、前記使用帯域の中心になるように前記第１周波数と前記第２周波数とを決定する、初期周波数決定部（Ｓ３、Ｓ３３）を備える、物理量測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

パッシブセンサから信号を読み取るパッシブセンサ読み取り装置、および、その装置を備えた物理量測定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、弾性表面波センサが開示されている。特許文献１に開示された弾性表面波センサは、センシング装置から弾性表面波素子に無線によりバースト信号を送信する。弾性表面波素子は、そのバースト信号を受信して、無線により応答波をセンシング装置に送信する。

【0003】

また、特許文献１に記載された弾性表面波センサは、遅延線タイプの弾性表面波素子を備え、周波数の異なる２種類のバースト信号を弾性表面素子に入力し、バースト信号が弾性表面波素子により遅延して出力される出力信号の位相角を算出する。そして、２種類の出力信号の位相角の差をもとに温度などの物理量を算出する。このように、周波数の異なる２種類の出力信号の位相角の差をもとに物理量を算出することで、測定可能な物理量範囲を広くすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５９４２６５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１において、素子は、バースト信号により動作するパッシブセンサであると言える。パッシブセンサと、そのパッシブセンサが検出した物理量を読み取る読み取り装置とを無線により接続すれば、パッシブセンサおよび読み取り装置のそれぞれの設置の自由度が向上する。たとえば、パッシブセンサを、高温になる炉において加熱される部品の温度測定に用いることなどが容易になる。

【0006】

炉は金属製である。したがって、炉の中にパッシブセンサが設置される場合、パッシブセンサは、電波を反射する筐体内に配置されていることになる。

【0007】

パッシブセンサの周囲に、電波を反射する部材が閉空間あるいはそれに近い空間を形成しており、かつ、読み取装置が送信波を送信してからパッシブセンサが応答波を送信するまでの時間が短い場合、送信波の残響が問題になる。送信波の残響が応答波の送信時刻においても大きな信号レベルで残っていると、応答波の検出精度が低下してしまう。

【0008】

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、残響の影響を低減してパッシブセンサから応答波を検出できるパッシブセンサ読み取り装置、および、物理量測定システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

【0010】

上記目的を達成するためのパッシブセンサ読み取り装置に係る１つの開示は、
パッシブセンサに向けて、パッシブセンサを動作させるための送信波（ＴＷ）を送信する送信部（３０ｃ）と、パッシブセンサが送信波に応答して送信する応答波（Ｒ）を受信する受信部（３０ｄ）とを備えたパッシブセンサ読み取り装置であって、
受信部が受信する受信信号の信号強度に基づいて、応答波とともに受信される残響波の信号強度が許容範囲内かどうかを判断する残響強度判断部（Ｓ２２、Ｓ４２、Ｓ５２）と、
残響強度判断部が、残響波の信号強度が許容範囲を超えていると判断したことに基づいて、送信部において残響波を低減可能な予め設定された送信部特性を変更する特性変更部（Ｓ３５、Ｓ３１－１、Ｓ３１－２）と、を備える。

【0011】

このパッシブセンサ読み取り装置は、残響強度判断部を備えており、残響波の信号強度が許容範囲内かどうかを判断することができる。そして、残響波の信号強度が許容範囲を超えている場合には、送信部において残響波を低減可能な予め設定された送信部特性を変更する。送信部特性を変更することで、残響波の影響を低減してパッシブセンサからの応答波を検出できる。

【0012】

送信部特性には周波数がある。すなわち、特性変更部は、送信部が送信する周波数を変更する態様とすることができる。

【0013】

送信部特性にはアンテナの特性がある。すなわち、送信部が備えるアンテナの特性を変更してもよい。

【0014】

また、周波数とアンテナの特性の両方を変更してもよい。すなわち、特性変更部は、送信部が送信する電波の周波数、および、送信部が備えるアンテナ（３１）の特性を変更してもよい。

【0015】

アンテナの特性には、アンテナの電気長がある。したがって、特性変更部が変更するアンテナの特性は、アンテナの電気長とすることができる。

【0016】

また、アンテナの特性には、アンテナの位置がある。アンテナの位置を変更するために、アンテナを複数備え、特性変更部は、送信波を送信するアンテナを変更してもよい。

【0017】

また、アンテナの特性には、アンテナが送信する電波の電力がある。すなわち、特性変更部は、送信部が送信する電波の送信電力を低下させてもよい。

【0018】

上記目的を達成するための物理量測定システムに係る１つの開示は、
特性変更部が周波数を変更する上記パッシブセンサ読み取り装置とパッシブセンサとを備えた物理量測定システムであって、
パッシブセンサは、互いに近接して配置される、伝播距離が異なる第１素子部（２０ａ）と第２素子部（２０ｂ）とを備えた遅延型の弾性表面波素子（２０）であって移動体（４０）に取り付けられ、
送信部は、弾性表面波素子に向けて、第１周波数（ｆ１）と、第１周波数よりも高い第２周波数（ｆ２）でバースト信号を逐次送信し、
送信部が逐次送信した２種類の周波数の電波に対するそれぞれの応答波の位相差である２周波位相差（Δθ）を算出する２周波位相差算出部（Ｓ１３、Ｓ１４）と、
２周波位相差と物理量との予め設定されている関係と、２周波位相差算出部が算出した２周波位相差とに基づいて絶対物理量（Ｔ）を決定する物理量決定部（Ｓ１５）とを備え、
２周波位相差算出部は、２種類の周波数の電波について、それぞれ、第１素子部からの応答波の位相と第２素子部からの応答波の位相との位相差である２素子位相差（Δφ）を算出し、かつ、２つの２素子位相差の周波数による位相差を、２周波位相差として算出し、
残響強度判断部は、第１周波数でバースト信号を送信したときの受信信号の信号強度、および、第２周波数でバースト信号を送信したときの受信信号の信号強度、それぞれに基づいて、残響波の影響が許容範囲内かどうかを判断し、
特性変更部は、残響強度判断部が第１周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、第１周波数および第２周波数を高周波側に変更し、残響強度判断部が第２周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、第１周波数および第２周波数を低周波側に変更する。

【0019】

この物理量測定システムでは、弾性表面波素子が移動体に取り付けられている。移動体の物理量を測定するので、距離の変化による位相変化を相殺するために、弾性表面波素子は、互いに伝播距離が異なる第１素子部と第２素子部を備える。そして、２素子位相差を算出する。

【0020】

加えて、広い範囲で温度を測定するために、２つの周波数でバースト信号を送信し、２種類の周波数について、２素子位相差を算出する。そして、これら２素子位相差の周波数による位相差から絶対物理量を決定する。

【0021】

さらに、このように移動体の絶対物理量を広い範囲で測定するために必要な構成を活用して、第１周波数と第２周波数を、残響波の影響を低減できる周波数に迅速に変更する。

【0022】

すなわち、第１周波数と第２周波数でバースト信号を送信する必要があることを利用し、第１周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、第１周波数と第２周波数を高周波側に変更する。一方、第２周波数での残響波の信号強度が許容範囲を超えたと判断したことに基づいて、第１周波数と第２周波数を低周波側に変更する。このようにすることで、第１周波数と第２周波数を、高周波側に変更するか低周波側に変更するかを決定できるので、第１周波数と第２周波数を、残響波の大きさが許容範囲内になるに周波数に迅速に変更できる。

【0023】

また、上記物理量測定システムは、以下のように構成することができる。

【0024】

送信部は、第１周波数と第２周波数を設定できる設定可能周波数帯域において連続的に周波数を変化させてバースト信号を送信でき、
設定可能周波数帯域の全範囲に渡り周波数を変化させつつ送信部にバースト信号を送信させ、残響波の信号強度を検出する周波数探索処理を実行する周波数探索処理部（Ｓ２、Ｓ３２）と、
周波数探索処理部において得た残響波の信号強度に基づいて、連続して残響波の強度が許容範囲内となった周波数帯域のうちで最も広い周波数帯域を、使用帯域に決定し、第１周波数と第２周波数との間の周波数帯域が、使用帯域の中心になるように第１周波数と第２周波数とを決定する、初期周波数決定部（Ｓ３、Ｓ３３）を備える。

【0025】

このようにすることで、第１周波数および第２周波数における残響波の信号強度が許容範囲を超えてしまうまでの時間を長くできる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１実施形態の温度測定システム１０の使用状態を説明する図。

【図2】複数の測定対象物４０が仕切り板４３により仕切られている状態を示す図。

【図3】弾性表面波素子２０の構成を示す図。

【図4】温度測定装置３０の構成を示す図。

【図5】演算部３０ｂが実行するメイン処理を示す図。

【図6】残響波ＲＥＶの影響がない場合に送信波ＴＷと応答波Ｒの概念図。

【図7】設定可能周波数帯域における残響レベルの変動を示す図。

【図8】図５のＳ７のセンサ情報取得の詳細処理を示す図。

【図9】図５のＳ８のセンサ情報取得判断の詳細処理を示す図。

【図10】残響波ＲＥＶの影響を説明する図。

【図11】図９の周波数制御の詳細処理を示す図。

【図12】周波数ｆと残響波ＲＥＶの大きさの関係を示す図。

【図13】第２実施形態で実行するセンサ情報取得判断処理を示す図。

【図14】時刻ｔｂ、ｔｃにおける受信信号の信号強度を説明する図。

【図15】第３実施形態で実行するセンサ情報取得判断処理を示す図。

【図16】第３実施形態において応答波Ｒの信号強度を推定する方法を説明する図。

【図17】第４実施形態で実行するセンサ情報取得判断処理を示す図。

【図18】第５実施形態における温度測定装置３０が備えるアンテナ３１を示す図。

【図19】第５実施形態で実行する周波数制御を示す図。

【図20】周期的に変動する応答波Ｒの信号強度を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態では、物理量として温度を測定する。つまり、第１実施形態の物理量測定システムは温度測定システム１０である。図１は、第１実施形態の温度測定システム１０の使用状態を説明する図である。温度測定システム１０は、弾性表面波素子２０、温度測定装置３０、操作端末５０を備えている。弾性表面波素子２０は、温度を測定する測定対象物４０に取り付けられている。測定対象物４０は、ベルト４１により図１に示す矢印の方向に移動する。つまり、測定対象物４０は移動体である。測定対象物４０はベルト４１により搬送されて炉４２の中に導入される。測定対象物４０は、炉４２の中でロウ付け等が行われる。

【0032】

ベルト４１の移動速度は、たとえば、数ｃｍ／ｓであり、この移動速度は、１回の測定間隔よりも十分に長い。測定間隔は、送信波ＴＷの送信間隔であり、これはたとえば数μｓである。

【0033】

パッシブセンサ読み取り装置である温度測定装置３０は、炉４２の長手方向中央に固定されている。温度測定装置３０は、弾性表面波素子２０にバースト信号を送信し、応答波Ｒを受信する。弾性表面波素子２０は、この応答波Ｒの位相φに基づいて弾性表面波素子２０の温度を測定する。この温度は、測定対象物４０の温度とみなすことができる。操作端末５０は、温度測定装置３０を操作するためにユーザが操作する端末であり、温度測定装置３０と接続されている。操作端末５０は、ユーザが操作するスイッチなどを備えた操作部５１、温度測定装置３０による測定結果などが表示される表示部５２を備える。

【0034】

図１では省略しているが、図２に示すようにベルト４１には、複数の仕切り板４３が固定されている。炉４２の中が高温になるので、ベルト４１および仕切り板４３は金属製である。また、炉４２の外壁も金属製である。

【0035】

複数の仕切り板４３は、互いに同じ形状であり等間隔に配置されている。仕切り板４３は、ベルト４１の幅方向における長さが、ベルト４１の幅方向長さと同じであり、ベルト４１から垂直に立ち上がる平板状の部材である。

【0036】

また、図２に示すように、仕切り板４３と仕切り板４３の間に、１つずつ、測定対象物４０が配置され、各測定対象物４０の上に弾性表面波素子２０が配置されている。

【0037】

〔弾性表面波素子２０の構成〕
図３に、弾性表面波素子２０の構成を示す。弾性表面波素子２０は、圧電体基板２１に、バースト信号の入力により弾性表面波（surface acoustic wave、以下、ＳＡＷ）を生じさせる櫛形電極２２と、ＳＡＷを反射する２つの反射器２３、２４を備える。また、バースト信号を受信して櫛形電極２２に入力するアンテナ２５を備える。櫛形電極２２は、２つの櫛形の電極が対になった構成であり、対になった電極のうち１つの電極は接地され、他方の電極がアンテナ２５に接続されている。

【0038】

反射器２３、２４は、櫛形電極２２と同一の材料であって、ＳＡＷの進行方向と垂直な方向に延びた複数本の電極が所定のピッチで並んだ構成である。櫛形電極２２にバースト信号が入力されると、圧電体基板２１に横波のＳＡＷが発生し、櫛形電極２２から反射器２３、２４に向かって進行いていく。そして、ＳＡＷは、反射器２３、２４により反射され、櫛形電極２２に戻ることによって、応答波Ｒがアンテナ２５から送信される。

【0039】

反射器２３と反射器２４は、櫛形電極２２からの距離が互いに異なるように配置されている。櫛形電極２２と反射器２３との間の距離と、櫛形電極２２と反射器２４との間の距離は、それらの反射器２３、２４からＳＡＷが櫛形電極２２に届く時間が重ならないように設計されている。温度変化を考慮しても、反射器２３、２４からＳＡＷが櫛形電極２２に届く時間が重ならないようにしつつ、反射器２３および反射器２４から櫛形電極２２までの距離はできるだけ短くすることが好ましい。距離が長くなると、反射器２３と反射器２４の温度が同じとみなしにくくなるからである。

【0040】

櫛形電極２２から反射器２３、２４で反射して櫛形電極２２に届くＳＡＷの伝播距離の長さは、櫛形電極２２における実効的なＳＡＷの発生位置から、反射器２３、２４における実効的なＳＡＷの反射位置まで長さの２倍である。アンテナ２５は、温度測定装置３０が送信する周波数ｆの電波を受信可能な電気長になっている。

【0041】

この構成により、弾性表面波素子２０は、１つのバースト信号を受信して、送信時間が互いに異なる２つの応答波Ｒを送信する。よって、弾性表面波素子２０は、互いに近接して配置された第１素子部２０ａと第２素子部２０ｂを備えた構成と見ることができる。第１素子部２０ａと第２素子部２０ｂは、櫛形電極２２、アンテナ２５を共有している共有していない部材として、第１素子部２０ａは反射器２３を備え、第２素子部２０ｂは反射器２４を備える。

【0042】

〔温度測定装置３０の構成〕
図４に温度測定装置３０の構成を示す。温度測定装置３０は、無線部３０ａと演算部３０ｂを備える。無線部３０ａは、アンテナ３１、送信回路３２、カプラ３３、アンテナ共用器３４、直交復調器３５、バンドパスフィルタ３６ｉ、３６ｑ、ＡＤコンバータ３７ｉ、３７ｑを備えている。

【0043】

アンテナ３１は、バースト信号を電波として弾性表面波素子２０に送信し、弾性表面波素子２０からの応答波Ｒを受信する。アンテナ３１が送受信する電波の周波数ｆは、本実施形態では第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の２種類である。第１周波数ｆ１の一例は９１６．８ＭＨｚであり、第２周波数ｆ２の一例は９２３．４ＭＨｚである。これらの周波数ｆは、無線タグにて広く用いられている周波数ｆである。ただし、本実施形態では、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２は逐次変更可能である。

【0044】

送信回路３２は、弾性表面波素子２０に向けて送信するバースト信号を生成して出力する。バースト信号は、時間的には短時間の信号である。一例としては、バースト信号の時間幅は５００ｎｓである。弾性表面波素子２０に向けて送信する信号を時間幅の短い信号としている理由は、１つは、位相φの算出精度を高くするためである。もう一つは、反射器２３からのＳＡＷが櫛形電極２２に届く時刻と、反射器２４からのＳＡＷが櫛形電極２２に届く時刻とが重ならないようにするためである。

【0045】

送信回路３２は、発振回路を備えており、発信回路にて設定可能周波数帯域の全範囲に渡り、所定の周波数ピッチで信号を発生させる。設定可能周波数帯域は、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２とを設定可能な周波数帯域である。設定可能周波数帯域は、法規により電波の送受信が許可されている周波数帯域である。また、設定可能周波数帯域は、弾性表面波素子２０が備えるアンテナ２５が受信可能な周波数帯域である。

【0046】

バースト信号は、カプラ３３により分岐されて、アンテナ共用器３４および直交復調器３５に向かう。アンテナ共用器３４は、送信回路３２からの信号はアンテナ３１に出力し、アンテナ３１が受信した受信波を表す信号は、直交復調器３５に出力する。アンテナ３１は、バースト信号を空中に放射し、弾性表面波素子２０からの応答波Ｒを受信する。送信回路３２からアンテナ３１までの構成が、無線部３０ａにおいて送信に関わる送信部３０ｃであり、残りの構成が受信部３０ｄである。なお、アンテナ３１については、送信部３０ｃと受信部３０ｄに共通の構成である。

【0047】

アンテナ３１が受信した応答波Ｒが電気信号（以下、応答信号）として、直交復調器３５に入力される。直交復調器３５は、移相器３５１と、２つのミキサ３５２ｉ、３５２ｑを備えている。移相器３５１には、カプラ３３で分岐したバースト信号が入力される。一方のミキサ３５２ｉには、応答信号とバースト信号とが入力される。応答信号とバースト信号とがミキサ３５２ｉで混合されると、ベースバンド信号の同相成分であるＩ信号が得られる。他方のミキサ３５２ｑには、応答信号と、バースト信号が移相器３５１により位相φが９０度移相された信号が入力される。このミキサ３５２ｑからは、ベースバンド信号の直交成分であるＱ信号が得られる。

【0048】

ミキサ３５２ｉで得られた信号はバンドパスフィルタ３６ｉ、ＡＤコンバータ３７ｉを介して演算部３０ｂに入力され、ミキサ３５２ｑで得られた信号はバンドパスフィルタ３６ｑ、ＡＤコンバータ３７ｑを介して演算部３０ｂに入力される。

【0049】

演算部３０ｂは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭなどの記録媒体に記憶されているプログラムを実行することで、図５以下にフローチャートで示す処理を実行する。図５以下に示す処理を実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。なお、演算部３０ｂが備える機能ブロックの一部又は全部は、一つあるいは複数のＩＣ等を用いて（換言すればハードウェアとして）実現してもよい。また、演算部３０ｂが備える機能の一部又は全部は、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。

【0050】

〔演算部３０ｂの処理〕
演算部３０ｂは、弾性表面波素子２０の温度を測定するために、図５に示す処理を実行する。図５に示す処理は、ユーザによる測定開始操作により開始される。測定開始操作は、操作部５１に対する操作でもよいし、温度測定装置３０の電源オンが測定開始操作でもよい。

【0051】

ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１では、初期周波数決定済みか否かを判断する。初期周波数は、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２の最初の周波数ｆである。ここでの最初は、残響波ＲＥＶの強度を判断する前という意味である。

【0052】

Ｓ１の判断結果がＮＯ、すなわち、初期周波数を決定していない場合にはＳ２へ進む。Ｓ２は周波数探索処理部に相当する。Ｓ２では、周波数探索処理を実行する。周波数探索処理では、設定可能周波数帯域の全帯域に渡り、予め設定した周波数間隔で周波数ｆを変化させつつ送信部３０ｃにバースト信号を送信させる。そして、受信信号をもとに残響波ＲＥＶのレベルを測定する。本実施形態では、図６に示す時刻ｔｂにおける信号強度Ｖを、残響波ＲＥＶのレベルであるとする。時刻ｔｂは送信波ＴＷを送信し終えた後、かつ、応答波Ｒが検出される前の時刻である。なお、時刻ｔａは、送信波ＴＷのピークが検出される時刻である。

【0053】

時刻ｔｂは、送信波ＴＷを送信した時刻を基準とすると、事前に設定することができる。 Ｓ３では初期周波数決定処理を実行する。Ｓ３が初期周波数決定部に相当する。Ｓ３の処理は、具体的にはＳ４～Ｓ６を実行する処理である。

【0054】

Ｓ４では、使用可能帯域ＵＡＢを決定する。使用可能帯域ＵＡＢは、Ｓ２で決定した残響レベルが、事前に設定した閾値ＴＨｎ以下の周波数帯域である。図７には、使用可能帯域ＵＡＢを例示している。図７の例では、３つの使用可能帯域ＵＡＢ１、ＵＢＤ２、ＵＢＤ３が決定できている。

【0055】

Ｓ５では、Ｓ４で決定した使用可能帯域ＵＡＢのうちで最も広い周波数帯域を、実際に送信波ＴＷを送信する周波数帯域（以下、使用帯域ＵＢ）に決定する。図７の例では、使用可能帯域ＵＡＢ２を、使用帯域ＵＢに決定する。

【0056】

Ｓ６では、温度測定に使用する周波数ｆ１、ｆ２を決定する。決定方法は、周波数ｆ１、ｆ２との間の周波数帯域が、Ｓ５で決定した使用帯域ＵＢの中心になるように、周波数ｆ１、ｆ２を決定する。図７には、このようにして決定した周波数ｆ１、ｆ２も示している。

【0057】

Ｓ７では、センサ情報取得処理を実行する。センサ情報取得処理は図８に示す。センサ情報取得処理は、温度測定のために弾性表面波素子２０から応答波Ｒを受信して温度を測定する処理である。

【0058】

図８においてＳ１１では、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２で、それぞれ、ｎ／２回ずつ応答波Ｒの位相φを測定する。この位相φを算出するために、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２でそれぞれｎ／２回、バースト信号を送信する。

【0059】

ｎは、必要なＳＮ比を確保するために実験等に基づいて決定する。ＳＮ比を高くするためには、ｎが大きいほうがよいが、ｎが大きいほど測定に時間がかかる。周期的に温度を測定するために、一度の温度測定にかけることができる時間には上限がある。

【0060】

応答波Ｒの位相φは式１から算出する。式１において、Ａ_ＱはＱ信号の振幅であり、Ａ_ＩはＩ信号の振幅である。なお、本実施形態では、位相φは－１８０度～１８０度の値として算出するものとする。

【0061】

（式１） φ＝ｔａｎ_－１（Ａ_Ｑ／Ａ_Ｉ）
位相φは、周波数ｆを特定しない場合の記載とする。第１周波数ｆ１で送信した応答波Ｒの位相φである場合は位相φ（ｆ１）と記載し、第２周波数ｆ２で送信した応答波Ｒの位相φである場合は位相φ（ｆ２）と記載する。

【0062】

また、応答波Ｒは、反射器２３からの応答波Ｒ１と反射器２４からの応答波Ｒ２の２種類ある。第１周波数ｆ１で送信したバースト信号の応答波Ｒ１の位相φを、位相φ（ｆ１Ｒ１）とし、第１周波数ｆ１で送信したバースト信号の応答波Ｒ２の位相φを、位相φ（ｆ１Ｒ２）とする。Ｓ７１では、４種類の位相φ（ｆ１Ｒ１）、φ（ｆ１Ｒ２）、φ（ｆ２Ｒ１）、位相φ（ｆ２Ｒ２）を測定する。

【0063】

Ｓ１２では、Ｓ１１で周波数別に測定したｎ／２回分の測定データをそれぞれ、周波数別に平均する。Ｓ１３、Ｓ１４は２周波位相差算出部に相当する。Ｓ１３では、第１周波数ｆ１の２素子位相差Δφ１、および、第２周波数ｆ２の２素子位相差Δφ２を算出する。第１周波数ｆ１の２素子位相差Δφ１は、位相φ（ｆ１Ｒ１）と位相φ（ｆ１Ｒ２）の差である。第２周波数ｆ２の２素子位相差Δφ２は、位相φ（ｆ２Ｒ１）と位相φ（ｆ２Ｒ２）の差である。

【0064】

Ｓ１４では、Ｓ１３で２種類の周波数ｆに対してそれぞれ算出した２つの２素子位相差Δφ１、Δφ２の位相差（以下、２周波位相差）ΔθをΔφ１－Δφ２により算出する。この２周波位相差Δθは、特許文献１に記載のものと同じである。２周波位相差Δθは、絶対温度Ｔとの関係が予め設定されて記憶されている。

【0065】

Ｓ１５は物理量決定部に相当する。そのＳ１５では、２周波位相差Δθと絶対温度Ｔとの予め設定された関係と、Ｓ１４で算出した２周波位相差Δθとから、絶対温度Ｔを決定する。なお、絶対温度Ｔは絶対物理量の一例である。

【0066】

説明を図５に戻す。センサ情報取得処理（Ｓ７）を実行した場合には図５の処理を終了する。図５の処理を終了した場合、予め設定された温度測定周期が経過した後に、再び、図５の処理を開始する。次にＳ１を実行する場合には、Ｓ１の判断結果がＹＥＳになる。Ｓ１の判断結果がＹＥＳになった場合にはＳ８に進む。

【0067】

Ｓ８ではセンサ情報取得判断処理を実行する。センサ情報取得判断処理は図９に示す。図９においてＳ２１では、受信信号を取得する。本実施形態では、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２でそれぞれ送信波ＴＷ１、ＴＷ２を送信し、受信信号を取得する。２つの周波数ｆで受信信号を取得する理由は、後述する周波数制御において必要だからである。

【0068】

Ｓ２２は残響強度判断部に相当する。Ｓ２２では、図６に示した時刻ｔｂでの信号強度Ｖが閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断する。時刻ｔｂは、送信波ＴＷも応答波Ｒもない時刻である。したがって、この時刻ｔｂに検出できる信号は残響波ＲＥＶであると推定できる。閾値ＴＨ１は、残響波ＲＥＶの影響が大きいかどうかを判断する閾値である。時刻ｔｂでの信号強度Ｖが閾値ＴＨ１よりも小さければ、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが許容範囲内であるとする。閾値ＴＨ１の大きさは実験等に基づいて決定する。

【0069】

図１０には、時刻ｔｂにおける信号強度Ｖが閾値ＴＨ１を超えている例を示している。このような例では、十分なＳＮ比で応答波Ｒを検出することができない。第１周波数ｆ１の受信信号と、第２周波数ｆ２の受信信号のいずれかにおいて、時刻ｔｂでの信号強度Ｖが閾値ＴＨ１以上であればＳ２２の判断結果をＹＥＳとする。Ｓ２２の判断結果がＹＥＳであればＳ２３に進む。Ｓ２３では、読み取り不可であると決定する。

【0070】

続くＳ２４では周波数制御処理を実行する。周波数制御処理は図１１に示す。図１１において、Ｓ３１では、第１周波数ｆ１の残響レベルと第２周波数ｆ２の残響レベルが、ともに閾値ＴＨｎよりも大きいか否かを判断する。なお、図９のＳ２２では時刻ｔｂにおける信号強度Ｖが閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断しているのに対して、このＳ３１では、応答波Ｒに重なる残響レベルを判断している。いずれも、残響波ＲＥＶの大きさを判断している点では同じである。なお、このＳ３１の判断基準をＳ２２と同じ判断基準としてもよい。また、反対に、Ｓ２２の判断基準をＳ３１の判断基準と同じにしてもよい。

【0071】

Ｓ３１の判断結果がＹＥＳであればＳ３２に進む。Ｓ３２では、Ｓ２と同じ処理を実行する。したがって、Ｓ３２も周波数探索処理部に相当する。Ｓ３３では、Ｓ３と同じ処理を実行する。したがって、Ｓ３３も初期周波数決定部に相当する。Ｓ３２とＳ３３を実行することで、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２を再設定する。続くＳ３４では、センサ情報取得処理を実行する。このＳ３４は、図８に示したセンサ情報取得処理と同じであり、絶対温度Ｔを決定する。

【0072】

Ｓ３１の判断結果がＮＯであればＳ３５に進む。Ｓ３１の判断結果がＮＯになるのは、第１周波数ｆ１の残響レベルおよび第２周波数ｆ２の残響レベルのいずれか一方が閾値ＴＨｎよりも小さい場合である。

【0073】

Ｓ３５の処理は、具体的にはＳ３６～Ｓ３８を実行する処理である。Ｓ３５は特性変更部に相当する。Ｓ３６では、閾値ＴＨｎを超えた周波数ｆは第１周波数ｆ１であるか第２周波数ｆ２であるかを判断する。Ｓ３６の判断結果が第１周波数ｆ１である場合にはＳ３７に進む。Ｓ３７では、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を、それぞれ、高周波側へ予め設定した周波数変更量Δｆだけシフトさせる。

【0074】

一方、Ｓ３６の判断結果が第２周波数ｆ２である場合にはＳ３８に進む。Ｓ３８では、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を、それぞれ、低周波側へ周波数変更量Δｆだけシフトさせる。

【0075】

Ｓ３６からＳ３８のように処理する理由を説明する。図１２には、信号取得時刻ｔ１、ｔ２における、周波数ｆと残響波ＲＥＶの大きさの関係を示している。信号取得時刻ｔは、温度測定周期ごとに到来する時刻である。

【0076】

図１２に示す例では、残響波ＲＥＶが低周波側にシフトしていることが分かる。本実施形態では、仕切り板４３が等間隔で配置されているため、各測定対象物４０は、仕切り板４３で仕切られる１つの閉空間に位置する。そして、この閉空間が温度測定装置３０に対して相対的に移動する。その結果、残響波ＲＥＶの大きさが周期的に変動する。この理由により、周波数ｆに対する残響波ＲＥＶの大きさに時間変化が生じるのである。

【0077】

この時間変化は、ランダムではなく周期性がある。図１２にも示すように、残響波ＲＥＶが低周波側にシフトしている場合には、第２周波数ｆ２における残響波ＲＥＶが第１周波数ｆ１における残響波ＲＥＶよりも先に大きくなる。この場合、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２も低周波数側にシフトさせれば、再び、第１周波数ｆ１における残響レベル、第２周波数ｆ２における残響レベルとも、閾値ＴＨｎ以下にすることができる。そこで、Ｓ３８を実行するのである。

【0078】

これとは反対に、残響波ＲＥＶが高周波側にシフトしている場合には、第１周波数ｆ１における残響波ＲＥＶが第２周波数ｆ２における残響波ＲＥＶよりも先に大きくなる。この場合、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２も高周波数側にシフトさせれば、再び、第１周波数ｆ１における残響レベル、第２周波数ｆ２における残響レベルとも、閾値ＴＨｎ以下にすることができる。そこで、Ｓ３７を実行するのである。

【0079】

このように、送信部３０ｃが送信する周波数ｆを変更すると、残響波ＲＥＶのレベルを低減することができる。したがって、送信部３０ｃが送信する周波数ｆは、残響波ＲＥＶを低減可能な送信部特性の１つである。

【0080】

Ｓ３７またはＳ３８を実行した後はＳ３９に進む。Ｓ３９では、センサ情報取得処理を実行する。このセンサ情報取得処理は、測定回数以外は図８と同じである。各周波数ｆにおける測定回数はｍ１／２回であり、ｍ１＞ｎである。つまり、Ｓ３９では、Ｓ３４よりも測定回数が多い。

【0081】

測定回数を多くできる理由は、Ｓ３７、Ｓ３８は、周波数ｆを全探索しないので、変更後の周波数ｆを迅速に決定できるからである。ｍ１は、周波数ｆを変更する時間を短縮できる時間で測定可能な回数だけ、ｎよりも多くできる。Ｓ３９、Ｓ３４を実行後は、図５に戻る。図５に戻った場合、初期値設定済みであるのでＳ８に進む。

【0082】

説明を図９に戻す。Ｓ２２の判断結果がＮＯであればＳ２６に進む。Ｓ２６では時刻ｔｃの信号強度Ｖが、図６に示す閾値ＴＨ２以上であるかどうかを判断する。時刻ｔｃは、応答波Ｒが検出されると予測される時刻である。

【0083】

時刻ｔｃは次のようにして決定する。応答波Ｒが検出される時刻は、送信波ＴＷを送信した時刻を基準とすると、アンテナ３１から弾性表面波素子２０までの距離と、弾性表面波素子２０の温度に依存する。後者は、本実施形態では逐次測定しており、また、温度測定の開始前であっても、弾性表面波素子２０の温度は室温と近似することができる。このようにして温度を測定あるいは推定すれば、温度による遅延時間は計算できる。

【0084】

そして、測定対象物４０が炉４２に入る前であれば、残響の影響は少ない。そのとき、応答波Ｒのピーク、すなわち、時刻ｔｃは確認できる。

【0085】

ピークを確認できれば、送信波ＴＷを送信してから応答波Ｒのピークを検出するまでの時間差と、電波の速度とをもとに、アンテナ３１から弾性表面波素子２０までの距離を推定できる。一度、距離を推定できれば、ベルト４１の移動速度が既知であるので、その後も、アンテナ３１から弾性表面波素子２０までの距離を推定できる。したがって、一度、距離を推定できれば、その後も、時刻ｔｃを逐次決定できる。

【0086】

また、カメラを備えておき、カメラにより弾性表面波素子２０の位置を検出し、検出した位置に基づいて、時刻ｔｃを推定してもよい。なお、各周波数につき、複数回、送信波ＴＷを送信して残響レベルの平均値を算出してもよい。

【0087】

閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１よりも大きい値である。閾値ＴＨ１はノイズレベルを判断するための閾値であるのに対して、閾値ＴＨ２は信号レベルを判断するための閾値だからである。

【0088】

Ｓ２６の判断結果がＹＥＳであればＳ２７に進む。Ｓ２７では、センサ情報取得処理を実行する。このＳ２７でのセンサ情報取得処理は、測定回数以外は図８と同じである。各周波数ｆにおける測定回数はｍ２／２回であり、ｍ２＞ｎである。つまり、Ｓ２７でも、Ｓ３４よりも測定回数が多くなる。周波数探索のための時間を省略できるからである。なお、ｍ１とｍ２は同じでもよいし異なっていてもよい。

【0089】

〔第１実施形態のまとめ〕
以上、説明した本実施形態では、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが許容範囲内かどうかを判断している。そして、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが閾値ＴＨ１以上である場合には、送信部３０ｃが送信する周波数ｆを変更する（Ｓ３５）。周波数ｆを変更することで、残響波ＲＥＶの影響を低減して、弾性表面波素子２０からの応答波Ｒを検出できる。

【0090】

また、本実施形態では、弾性表面波素子２０は移動する測定対象物４０に設置されている。移動する物体の温度を測定する場合、距離の変化による位相変化を相殺するために弾性表面波素子２０は第１素子部２０ａと第２素子部２０ｂを備える。そして、２素子位相差Δφを算出する（Ｓ１３）。

【0091】

加えて、広い範囲で絶対温度Ｔを測定するために、２つの周波数ｆ１、ｆ２でバースト信号を送信し、２種類の周波数ｆ１、ｆ２について、２素子位相差Δφ１、Δφ２を算出する（Ｓ１３）。そして、これら２素子位相差Δφの周波数ｆによる位相差Δθから絶対温度Ｔを決定する（Ｓ１４、Ｓ１５）。

【0092】

さらに、本実施形態では、このように、移動する物体の絶対温度Ｔを広い範囲で測定するために必要な構成を活用して、残響波ＲＥＶの影響を低減できる周波数ｆに迅速に変更できる。

【0093】

すなわち、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２でバースト信号を送信する必要があることを利用し、第１周波数ｆ１の残響レベルと第２周波数ｆ２の残響レベルをそれぞれ判断する。そして、第１周波数ｆ１が閾値ＴＨｎを超えた場合には第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２を高周波側へシフトし（Ｓ３７）、第２周波数ｆ２が閾値ＴＨｎを超えた場合には第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２を低周波側へシフトする（Ｓ３８）。このようにすることで、設定可能周波数帯域を全探索するよりも、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を、残響波ＲＥＶの大きさが許容範囲内になるに周波数ｆに迅速に変更できる。

【0094】

さらに、周波数ｆを迅速に変更できることから、その後のセンサ情報取得処理（Ｓ３９）において、測定回数を多くできる。そして、測定回数が多くなれば平均化（Ｓ１２）した後のノイズをより小さくできるので、ＳＮ比向上、ひいては絶対温度Ｔの精度を向上させることができる。

【0095】

また、本実施形態では、設定可能周波数帯域を全探索して第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２を設定する場合には、使用可能帯域ＵＡＢのうちで最も広い周波数帯域を使用帯域ＵＢに決定する（Ｓ５）。第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２は、それら第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２との間の帯域が使用帯域ＵＢの中心になるように決定する。このようにすることで、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２の残響レベルが閾値ＴＨｎを超えるまでの時間を長くできる。

【0096】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、 構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

【0097】

第２実施形態では、図９に示したセンサ情報取得判断処理に代えて、図１３に示すセンサ情報取得判断処理を実行する。

【0098】

Ｓ４１は、Ｓ２１と同じであり、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２でそれぞれ送信波ＴＷ１、ＴＷ２を送信し、受信信号を取得する。

【0099】

Ｓ４２は第２実施形態における残響強度判断部に相当する。Ｓ４２では、時刻ｔｃにおける信号強度Ｖｃから時刻ｔｂにおける信号強度Ｖｂを引いた値が、閾値ＴＨｖよりも大きいか否かを判断する。図１４には、信号強度Ｖｃ、Ｖｂを例示している。

【0100】

Ｖｃ－ＶｂはＳＮ比に相関する値である。閾値ＴＨｖは、要求されるＳＮ比に基づいて事前に決定する。したがって、Ｓ４２の判断は、ＳＮ比が許容範囲内であるか否か、換言すれば、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが許容範囲内かどうかを判断している。

【0101】

第１周波数ｆ１の受信信号と、第２周波数ｆ２の受信信号のいずれかにおいて、Ｖｃ－ＶｂがＴＨｖ以下であればＳ４２の判断結果をＮＯとする。Ｓ４２の判断結果がＮＯであればＳ４３に進む。Ｓ４３では、読み取り不可であると決定する。続くＳ４４は、Ｓ２４と同じであり、図１１に示す周波数制御を実行する。Ｓ４２の判断結果がＹＥＳであればＳ４５に進む。Ｓ４５はＳ２７と同じであり、センサ情報取得処理を実行する。

【0102】

この第２実施形態のように、Ｖｃ－Ｖｂの大きさをもとに、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが許容範囲内かどうかを判断することもできる。

【0103】

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態を説明する。第３実施形態では、図９に示したセンサ情報取得判断処理に代えて、図１５に示すセンサ情報取得判断処理を実行する。

【0104】

Ｓ５１は、Ｓ２１と同じであり、第１周波数ｆ１および第２周波数ｆ２でそれぞれ送信波ＴＷ１、ＴＷ２を送信し、受信信号を取得する。

【0105】

Ｓ５２では、具体的にはＳ５３～Ｓ５５を実行する処理である。Ｓ５２は残響強度判断部に相当する。Ｓ５３では、時刻ｔｃにおけるノイズの強度を推定する。本実施形態では、時刻ｔｃの前後の時刻ｔであって、応答波Ｒが検出されると推定される前後の時刻ｔの信号強度Ｖから、時刻ｔｃにおけるノイズの強度を推定する。図１６には、時刻ｔｃにおけるノイズの強度を推定する時刻ｔとして、時刻ｔｂ、ｔｄ、ｔｅを示している。Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｅはそれらの時刻ｔの受信信号の強度である。これらの時刻ｔは事前に決定する。

【0106】

推定手法には、受信信号の傾きから推定する方法、カルマンフィルタ、パーティクルフィルタ、最小二乗法、スパース推定など、種々の手法を用いることができる。

【0107】

続くＳ５４では、応答波Ｒのピークの強度であるＶｃから、Ｓ５３で推定したノイズの強度を引くことで、応答波Ｒの強度を推定する。Ｓ５５では、Ｓ５４で推定した応答波Ｒの強度とＳ５３で推定したノイズの強度の比であるＳＮ比が、事前に設定した閾値ＴＨｓｎよりも大きいか否かを判断する。

【0108】

Ｓ５５の判断結果がＮＯであればＳ５６に進む。Ｓ５６では、読み取り不可であると決定する。続くＳ５７は、Ｓ２４と同じであり、図１１に示す周波数制御を実行する。Ｓ５５の判断結果がＹＥＳであればＳ５８に進む。Ｓ５８はＳ２７と同じであり、センサ情報取得処理を実行する。

【0109】

この第３実施形態のように、ＳＮ比をもとに、残響波ＲＥＶの信号強度Ｖが許容範囲内かどうかを判断することもできる。

【0110】

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態を説明する。第４実施形態では、図１１に示した周波数制御に代えて、図１７に示す周波数制御を実行する。図１７では、Ｓ３１の判断結果がＹＥＳである場合、Ｓ３１－１を実行する。Ｓ３１－１も特性変更部としての処理である。

【0111】

Ｓ３１－１では、アンテナ３１の特性を変更する。具体的には、アンテナ３１の電気長を変更する。アンテナ３１に可変インピーダンス回路を接続しておき、その回路のインピーダンスを変更することで、アンテナ３１の電気長を変更する。電気長は、たとえば、予め設定した電気長可変範囲内で往復するように、一定ピッチずつ変更する。Ｓ３１－１を実行後は、Ｓ３２に進む。

【0112】

アンテナ３１の電気長を変更することでも、応答波Ｒに与える残響波ＲＥＶの影響が変化する。したがって、この第４実施形態のようにしても、残響波ＲＥＶの影響を低減して応答波Ｒを検出できる。

【0113】

＜第５実施形態＞
図１８に、第５実施形態における温度測定装置３０が備えるアンテナ３１を示す。第５実施形態では、アンテナ３１を複数、具体的には、アンテナ３１を３つ備える。なお、３つは一例であり、２つ、あるいは、４つ以上のアンテナ３１を備えてもよい。

【0114】

第５実施形態では、図１７に示した周波数制御に代えて、図１９に示す周波数制御を実行する。図１９では、Ｓ３１－１の後にＳ３１－２を実行する。Ｓ３１－２も特性変更部としての処理である。

【0115】

Ｓ３１－２では、送受信に用いるアンテナ３１を、それまでとは別のアンテナ３１に変更する。アンテナ３１の変更順序は、事前に決定しておく。送受信するアンテナ３１を変更することで、送受信するアンテナ３１の位置が変更になる。アンテナ３１の位置が変更になれば、共振条件が変化するので、残響波ＲＥＶの影響も変化する。Ｓ３１－２を実行後は、Ｓ３２に進む。

【0116】

送受信するアンテナ３１の位置を変更することでも、応答波Ｒに与える残響波ＲＥＶの影響が変化する。したがって、この第５実施形態のようにしても、残響波ＲＥＶの影響を低減して応答波Ｒを検出できる。

【0117】

加えて、第５実施形態では、複数のアンテナ３１を備えており、送受信に用いないアンテナ３１にも、残響波ＲＥＶが受信され、これにより、アンテナ３１が１つである場合よりも、残響波ＲＥＶが早く減衰する。

【0118】

＜第６実施形態＞
第６実施形態では、初期周波数が決定されている場合あっても、図５のＳ２とＳ３を実行する場合がある。仕切り板４３が一定間隔で配置されているベルト４１が一定速度で移動するので、炉４２の中では、電波遮蔽状態が周期的に変化する。

【0119】

電波遮蔽状態が周期的に変化するので、一定周期で、同じ送信電力で送信波ＴＷを送信したとしても、図２０に概念的に示すように、応答波Ｒの信号強度Ｖは周期的に増減する。応答波Ｒの信号強度Ｖが低い時間帯では、十分なＳＮ比を確保することが困難な場合も多い。そこで、本実施形態では、応答波Ｒの信号強度Ｖが、周期的に変動する変動範囲において最低となる時間帯を推定する。信号強度Ｖが最低となる時間帯は、信号強度Ｖの極小値を中心とする前後一定時間とする。

【0120】

信号強度Ｖが最低となる時間帯は、たとえば、応答波Ｒのピークの周期から推定する。反対に、応答波Ｒを検出できない時間帯から、信号強度Ｖが最低となる時間帯を推定してもよい。また、炉４２を制御している制御装置から仕切り板４３の位置情報を取得できる場合には、その位置情報をもとに、信号強度Ｖが最低となる時間帯を推定してもよい。

【0121】

信号強度Ｖが最低となる時間帯を推定した後は、信号強度Ｖが最低となる時間帯でも、周波数探索処理（Ｓ２）と、初期周波数決定処理（Ｓ３）を実行する。

【0122】

これらの処理を実行することで、第１周波数ｆ１と第２周波数ｆ２を、再び、最も広い使用可能周波数帯域の中央に設定し直すことができる。これにより、ＳＮ比を高くできるセンサ情報取得処理（Ｓ２７）を多く実行することができる。

【0123】

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

【0124】

＜変形例１＞
特性変更部が変更するアンテナ３１の特性として、実施形態で説明した特性の他に、アンテナ３１の送信電力がある。したがって、特性変更部の処理として、送信部３０ｃが送信する電波の送信電力を低下させてもよい。低下させる程度は、予め設定した一定値、あるいは、一定割合とすることができる。また、残響波ＲＥＶが大きいほど、低下量あるいは低下割合を大きくしてもよい。送信電力を低下させれば、残響波ＲＥＶを小さくできる。

【0125】

＜変形例２＞
第１実施形態のＳ３６、Ｓ３７では、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を、周波数ｆを周波数変更量Δｆだけシフトしていた。しかし、周波数ｆを探索する範囲を、高周波側とするか低周波側とするかを決定するのみを決定し、その決定した側において周波数ｆを探索してもよい。このようにしても、設定可能周波数帯域を全探索するよりも、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２を、残響波ＲＥＶの大きさが許容範囲内になるに周波数ｆに迅速に変更できる。

【0126】

＜変形例３＞
実施形態では、変更する送信部特性を、周波数ｆあるいは周波数ｆとアンテナ特性としていた。しかし、アンテナ特性のみを変更してもよい。

【0127】

＜変形例４＞
実施形態では、温度測定装置３０と操作端末５０が別体であったが、温度測定装置３０と操作端末５０が一体となった温度測定装置としてもよい。

【0128】

＜変形例５＞
実施形態では、物理量として温度を例示した。しかし、圧力など温度以外の物理量を測定してもよい。

【符号の説明】

【0129】

１０：温度測定システム ２０：弾性表面波素子（パッシブセンサ） ２０ａ：第１素子部 ２０ｂ：第２素子部 ２１：圧電体基板 ２２：櫛形電極 ２３：反射器 ２４：反射器 ２５：アンテナ ３０：温度測定装置 ３０ａ：無線部 ３０ｂ：演算部 ３０ｃ：送信部 ３０ｄ：受信部 ３１：アンテナ ３２：送信回路 ３３：カプラ ３４：アンテナ共用器 ３５：直交復調器 ３６ｉ：バンドパスフィルタ ３６ｑ：バンドパスフィルタ ３７ｉ：ＡＤコンバータ ３７ｑ：ＡＤコンバータ ４０：測定対象物（移動体） ４１：ベルト ４２：炉 ４３：仕切り板 ５０：操作端末 ５１：操作部 ５２：表示部 ３５１：移相器 ３５２ｉ：ミキサ ３５２ｑ：ミキサ ｆ１：第１周波数 ｆ２：第２周波数 Ｒ：応答波 ＲＥＶ：残響波 Ｔ：絶対温度（絶対物理量） ＴＷ：送信波 ＵＡＢ：使用可能帯域 ＵＢ：使用帯域 Ｖ：信号強度 Δφ：２素子位相差 Ｓ２２、Ｓ４２、Ｓ５２：残響強度判断部 Ｓ３５、Ｓ３１－１、Ｓ３１－２：特性変更部 Ｓ１３、Ｓ１４：２周波位相差算出部 Ｓ１５：物理量決定部 Ｓ２、Ｓ３２：周波数探索処理部 Ｓ３、Ｓ３３：初期周波数決定部

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】