无线及被动声波液体传导性感应器制造技术

一种利用声波感应器测量液体传导性的方法和系统。一般而言，声波装置可设置有一个或多个叉指换能器，包括至少第一叉指换能器和至少第二叉指换能器，在第一叉指换能器和第二叉指换能器之间形成有空腔，其中液体接触空腔。例如油的液体可流过空腔。为了获得表示液体传导性的数据，可测量空腔附近的声波装置的电阻和／或频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线及#:动声波液体传导性感应器
实施例大体涉及感应装置及其构件。实施例还涉及液体传导性(conductivity)感应器。此外，实施例还涉及声波装置。实施例还涉及感 应到的数据的无线传输。专利技术背景声波感应器;f皮利用在各种感应应用中，例如温度和/或压力感应装 置和系统。声波装置已经用于商业六十多年了。尽管声波装置主要应 用于电信工业，但是它们还用于化学汽相探测。如此命名声波感应器 是因为它们使用机械波或声波作为感应机构。在声波穿过物质或者在 物质的表面传播时，传播路径的任何变化都会影响波的特征。可通过测量感应器的频率或相位特征来监测声波特征的变化，并 且然后将这些变化关联正被测量的相应的物理量或者化学量。实际上， 所有的声波装置和感应器利用压电晶体产生声波。三种机构可有助于 声波感应器的响应，即质量负荷、黏弹性和声电效应。化学品的质量 负荷改变这些感应器的频率、幅度、相位和Q值。大部分的声波化学 品探测感应器例如依靠带有化学选择的覆层的感应器的质量灵敏性， 该覆层吸收导致声波感应器的质量负荷增加的感兴趣的汽相。声波感应器的实例包括声波探测装置，其被利用于探测例如化学 品的物质的存在或者例如温度和压力的环境状况。由于作为感应器的 声学或声波(例如SAW/BAW)装置具有由它们固有的高Q因数所致的 对表面负荷的高灵敏度以及低噪音，它们可提供高灵敏的探测机构。 通常使用光刻(photolithographic)技术，采用^皮放置在压电物质上的梳状 叉指(interdigital)换能器制作表面声波装置。表面声波装置或者具有延迟线或者具有谐振器(resonator)配置。通常使用例如由CHA、 Transat 或Saunder制造的那些板件(plater)制作体声波装置。电极物质的选择以 及电极厚度由灯丝温度和总加热时间控制。电极的大小和形状由适于 使用的掩模(mask)定义。表面声波谐振器(SAW-R)、表面声波延迟线(SAW-DL)、表面横波用中。在声波感应器和常规感应器之间的主要区别的其中之一是声波 感应器可机械地存储能量。 一旦给这一感应器提供一 定量的能量(例如 通过RF),在没有任何主动(active)零件(例如在没有电源或振荡器的情 况下)的情况下，感应器可工作一段时间。这一特性能够声波感应器将 实现在RF供电的被动无线感应应用中。声波感应器似乎有光明前景的 一 个领域是测量液体传导性的领 域。在各种应用和工业中，测量液体的传导性的能力是重要的。例如， 在汽车工业中，为了提供与油的效率相关联的数据，重要的是探测和 监测油的传导性。在生物和医药应用中，监测液体的传导性的装置也 非常重要。例如，电解传导性测量可广泛地使用在水质净化、电镀以 及人类血液或尿素分析中。专利技术概要提供下面的概要是便于理解公开的实施例独有的新颖特性，并非 想全面地描述。将全部的说明书、权利要求、附图以及摘要作为整体 理解，可充分理解实施例的各个方面。因此，本专利技术的一方面提供改进的感应装置。本专利技术的另一方面提供改进的声波感应装置。本专利技术的又一方面提供无线被动(passive)声波感应器。本专利技术的再一方面提供液体传导性感应器。如本文描述的，现在可获得上述的几个方面以及其它目标和优点。 ^^开了利用声波感应器测量液体传导性的方法和系统。一^:而言，可提供具有第一叉指换能器和第二叉指换能器的声波装置，第一叉指换 能器和第二叉指换能器具有在其内形成的间隙，其中，液体接触间隙。例如油的液体流过间隙。测量间隙的电阻以获得表示液体的传导性的数据。声波装置可配置为例如体声波(BAW)装置，其产生至少一个协助测量液体的传导性的体声波。声波装置还可配置为SH-SAM装置， 其产生至少一个协助测量液体的传导性的水平剪切表面声波。或者， 声波装置可实现为FPW装置，其产生至少一个协助测量液体的传导性 的挠曲板波。在又一个备选方案中，声波装置可实现为SH-APM装置， 其产生至少一个协助测量液体的传导性的水平剪切表面声波。附图简述在附图中，同 一标号指示全部的单独视图中的同样或者功能相似 的元件并且这些图^f皮结合并组成说明书的一部分，这些附图进一步示 出了实施例并且结合详细描述解释了本文公开的实施例。附图说明图1示出了根据一个实施例可适用的挠曲板波(FPW)装置的透视图；图2示出了根据备选实施例可适用的声板波(APM)装置的透视图； 图3示出了根据另一实施例可适用的水平剪切表面声波(SH-SAW)装置的顶视图以及截面图；图4示出了根据优选实施例可实现的液体传导性感应器的顶视图；以及的顶视图；图6(a)和6(b)示出了根据备选实施例可适用的无线被动声波装置 的透视图；图7(a)和7(b)示出了根据另一实施例可适用的无线被动声波装置 的各个透一见图和侧面图；以及图8示出了根据优选但备选的实施例可实现的液体感应器的顶视图。专利技术详述在这些非限定性实例中讨论的特定的值以及配置可改变，并且被 引用仅用于说明至少 一 个实施例，并不意图限制其范围。图1示出了根据一个实施例可适用的挠曲板波(FPW)装置100的透 视图。FPW装置100 —般包括在其上配置有压电层106的硅基层108。 叉指换能器(IDT， interdigital transducer"02和104也形成在压电基层 或压电层106上。FPW装置100可在例如在图4中描述的液体传导性 感应器的环境中实现。根据设计的考虑，IDT102、 104可配置为电极 形式。压电基层106可形成于采用各种基层物质，例如，石英、铌酸锂 (LiNb03)、钽酸锂(LiTaOO、 Li2B407、 GaP04、》圭酸《家镧(La3Ga5Si04)、 ZnO、和/或例如Al、 Ga或者Ln的外延生长氮化物。叉指换能器102 和104可形成于一般被分成三类的物质。第一类，IDT102、 104可形 成于金属类物质(例如，Al、 Pt、 Au、 Rh、 lr、 Cu、 W、 Cr或者Ni)。 笫二类，IDT102、 104可形成于例如NiCr或者CuAl的合金。笫三类， IDT102、 104可形成于金属-非金属化合物(例如基于TiN、 CoSi2或者 WC的陶瓷电极)。 一般而言，无线被动FPW装置100可实现在图6 中描述的液体传导性感应器400的环境中。图2示出了可适用于备选实施例中的声板波(APM)装置200的透 视图。APM装置200 —般包括基层204,其可配置为石英板。在图2 中描述的配置中，示出带有波的水平剪切(SH)位移的APM装置200, 此时波在输入换能器208和输出换能器210之间传播。波传播方向一 般由箭头205指示。在图2中还指示出与波长218相关联的表面位移 206。在图2中，还指示出Y方向216和X方向212。在图2中，还大 体指示出在 和Z之间的Z方向214。除了与截面位移202相关联的 长度b之外，还示出了距离d/2。 一般而言，无线^^动APM装置200可实现在图6中描述的液体传导性感应器400的环境中。图3示出了可适用于另一实施例的水平剪切表面声波(SH-SAW) 装置300的顶视图以及截面图。以图3中的顶视图302和侧视图304 示出了 SH-SAW装置300。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用声波感应器测量液体传导性的方法，包括：　　　　提供具有第一叉指换能器和第二叉指换能器的声波装置，所述第一叉指换能器和第二叉指换能器具有在其内形成的间隙，其中液体接触所述间隙；以及　　　　测量所述间隙的电阻，以获得表示所述液体的传导性的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J刘，A拉曼，ML罗德斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]