声学传感器制造技术

一种声学传感器，包括侧壁，该侧壁在每个端部处由端壁封闭以形成腔，该腔在使用中包含流体。至少一个发射器和至少一个接收器与所述端壁中的一个操作性关联。所述腔的最大半宽度a和所述腔的高度h满足以下不等式：a/h大于1.2。在使用中，所述发射器引起所述端壁的与所述发射器操作性关联的区域在大致垂直于所述端壁的平面的方向上的振荡运动，从而所述端壁的垂直振荡驱动所述腔中的流体压力的大致面内振荡。所述流体压力的大致面内振荡驱动所述端壁的与所述接收器操作性关联的区域的大致垂直振荡运动，由此导致来自所述接收器的电信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声学传感器
本专利技术涉及一种用于测量盘形声腔内的气体的特性的传感器。
技术介绍
通过测量气体混合物中的声速来确定该混合物的成分的设备众所周知。两种最流行的声学技术为飞行时间技术和共振腔技术。每种类型的设备的缺点和局限性已经在EP0813060中被描述。WO2013/083978涉及共振声学传感器的设计，其中发射器(其被驱动)和接收器(其为被动的)与盘形腔的相对端壁操作性关联。由于这种几何形状，在运行中，这种设备的发射器和接收器的机械刚度均良好地匹配腔中的盘形体积的流体的声阻抗。此盘形的几何形状也优选地用于实现发射器和接收器的位移轮廓和腔中的面内(in-plane)流体压力振荡、优选地为径向流体压力振荡之间的良好的空间匹配。这些特性的组合能够实现通过发射器有效产生压力振荡和由接收器有效产生电输出信号。使用批量过程生产诸如WO2013/083978中描述的传感器的小型机电设备通常是经济的，其中多个设备同时由共同的材料层被制造。设备然后在生产过程后期从同一批次被分离。这种方法使得生产步骤能够在许多设备上并行执行，减少生产时间和避免与处理小零件关联的问题。简单化地，能够通过限制设备中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声学传感器，包括：侧壁，在每个端部处由端壁封闭以形成腔，该腔在使用中包含流体；至少一个发射器和至少一个接收器，与所述端壁中的一个操作性关联；其中所述腔的最大半宽度a和所述腔的高度h满足以下不等式：a/h大于1.2；并且其中，在使用中，所述发射器引起所述端壁的与所述发射器操作性关联的区域在大致垂直于所述端壁的平面的方向上的振荡运动；从而所述端壁的垂直振荡驱动所述腔中的流体压力的大致面内振荡；并且所述流体压力的大致面内振荡驱动所述端壁的与所述接收器操作性关联的区域的大致垂直振荡运动，由此导致来自所述接收器的电信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 GB 1422012.31.一种声学传感器，包括：侧壁，在每个端部处由端壁封闭以形成腔，该腔在使用中包含流体；至少一个发射器和至少一个接收器，与所述端壁中的一个操作性关联；其中所述腔的最大半宽度a和所述腔的高度h满足以下不等式：a/h大于1.2；并且其中，在使用中，所述发射器引起所述端壁的与所述发射器操作性关联的区域在大致垂直于所述端壁的平面的方向上的振荡运动；从而所述端壁的垂直振荡驱动所述腔中的流体压力的大致面内振荡；并且所述流体压力的大致面内振荡驱动所述端壁的与所述接收器操作性关联的区域的大致垂直振荡运动，由此导致来自所述接收器的电信号。2.根据权利要求1或2所述的声学传感器，其中h2/a大于4×10-10m。3.根据前述权利要求中任一项所述的声学传感器，其中所述腔中的流体为气体，并且其中比率h2/a大于1×10-7m。4.根据前述权利要求中任一项所述的声学传感器，其中所述发射器和所述接收器的位置对应于所述腔的径向声学模态的波腹。5.根据权利要求1至4中任一项所述的声学传感器，具有腔，该腔具有大致圆形横截面。6.根据前述权利要求中任一项所述的声学传感器，具有腔，该腔在所述端壁的平面内具有椭圆形横截面。7.根据前述权利要求中任一项所述的声学传感器，其中所述流体压力的面内振荡为径向压力振荡。8.根据前述权利要求中任一项所述的声学传感器，其中发射器和接收器彼此机械隔离。9.根据权利要求8所述的声学传感器，其中所述发射器与所述接收器借助与它们的端壁关联的刚性支撑件隔离。10.根据权利要求8所述的声学传感器，其中所述发射器与所述接收器借助与它们的端壁关联的柔性元件隔离。11.一种MEMS气体测量系统，包括：声学传感器，包括：侧壁，在每个端部处由端壁封闭以形成大致圆筒形的腔，该大致圆筒形的腔在使用中包含流体；与至少两个换能器操作性关联的两个端壁，所述至少两个换能器中的至少一个为发射器，并且所述至少两个换能器中的至少一个为接收器；其中所述腔的最大宽度的一半a和所述腔的高度h满足以下不等式：a/h大于1.2；并且其中，在使用中，所述发射器引起所述第一端壁的与所述发射器操作性关联的区域在大致垂直于所述端壁的平面的方向上的振荡运动；从而所述端壁的垂直振荡驱动所述腔中的流体压力的大致面内振荡；并且所述流体压力的大致面内振荡驱动所述第一端壁的与所述接收器操作性关联的区域的垂直振荡运动，由此导致来自所述接收器的电信号；驱动电路，被操作性地连接至所述发射器，被配置为供应振荡信号；和测量电路，被操作性地连接至所述接收器，被配置为提供指示所述传感器对所述腔内气体改变的响应的信号；其中所述侧壁、所述端壁、所述发射器和所述接收器包括一个或多个厚度小于1mm的材料的大致平面层；并且其中a小于5mm。12.根据权利要求11所述的MEMS气体测量系统，其中至少一个平面层为...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·贝克坎贝尔，贾丝廷·巴克兰，哈里·布利万特，
申请(专利权)人：技术合伙公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB