專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)源無(wú)線(xiàn)活體內(nèi)聲波流動(dòng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及流動(dòng)傳感裝置和技術(shù)。本發(fā)明的實(shí)施例還涉及叉指式(interdigital)表面波傳感器裝置，比如聲表面波(SAW)、水平剪切聲表面波(SH-SAW)、偽(或泄漏)SH-SAW、Love波以及水平剪切聲板模式裝置和傳感器。
背景技術(shù)：
表面波傳感器可以用在多種傳感應(yīng)用中。表面波傳感器的例子包括諸如聲波傳感器之類(lèi)的裝置，其可以被用來(lái)檢測(cè)諸如化學(xué)品之類(lèi)的物質(zhì)的存在。充當(dāng)傳感器的聲波(例如SAW/SH-SAW/Love/SH-APM)裝置可以提供高度靈敏的檢測(cè)機(jī)制，這是由于其固有的高Q因數(shù)導(dǎo)致對(duì)于表面負(fù)荷具有高靈敏度并且具有低噪聲。
聲表面波裝置通常是利用光刻技術(shù)制造的，其中使用放置在壓電材料上的梳狀叉指式換能器。聲表面波裝置可以具有延遲線(xiàn)或者諧振器配置。由于流動(dòng)造成的聲學(xué)屬性的改變可以被解釋為延遲線(xiàn)聲表面波裝置的延遲時(shí)移，或者被解釋為諧振器(SH-SAW/SAW)聲波裝置的頻移。
聲波傳感裝置常常依賴(lài)于對(duì)壓電晶體諧振器組件的使用，比如適于和電子振蕩器一起使用的那類(lèi)組件。在典型的流動(dòng)傳感應(yīng)用中，熱對(duì)流可以改變襯底溫度，同時(shí)改變SAW裝置的諧振頻率。利用諸如LiNbO3之類(lèi)的負(fù)溫度系數(shù)材料，預(yù)期振蕩器頻率隨著液體流量的增加而升高。傳感的原理類(lèi)似于傳統(tǒng)的風(fēng)速計(jì)。
流量對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要參數(shù)。監(jiān)測(cè)人體內(nèi)的液體(比如血液、鹽水等等)流量可以提供用于醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷的重要信息。這種測(cè)量可以為研究者提供關(guān)于心臟和其他人體器官的生理和官能的深入認(rèn)識(shí)，從而導(dǎo)致醫(yī)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)以及相關(guān)生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展。血液/液體流量測(cè)量還可以提供關(guān)于藥品的安全性和功效的信息以及關(guān)于化學(xué)品的毒性的信息。據(jù)信，在生理、藥品和醫(yī)學(xué)等應(yīng)用中，使用無(wú)源無(wú)線(xiàn)聲波裝置來(lái)進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)很有優(yōu)勢(shì)。比起當(dāng)前可用的固態(tài)流動(dòng)傳感器裝置，聲表面波傳感器有可能為流動(dòng)傳感器系統(tǒng)提供更高的靈敏度和更寬的動(dòng)態(tài)范圍。
發(fā)明概要以下提供的發(fā)明概要有助于理解本發(fā)明所獨(dú)有的新穎特征，而不打算提供完整的描述?？梢酝ㄟ^(guò)整體參照說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要來(lái)完全理解本發(fā)明的各方面。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供改進(jìn)的流動(dòng)傳感器裝置和傳感技術(shù)。
本發(fā)明的另一方面是提供一種改進(jìn)的表面波流動(dòng)傳感器裝置。
本發(fā)明的另一方面是提供一種適于在流動(dòng)傳感應(yīng)用中使用的叉指式表面波裝置，比如聲表面波(SAW)諧振器或者聲表面波(SAW)延遲線(xiàn)傳感裝置。
如本文所述，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述各方面以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)。本文公開(kāi)了流體流動(dòng)傳感系統(tǒng)和方法。表面波流動(dòng)傳感器可以被用來(lái)監(jiān)測(cè)流體的流動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述表面波流動(dòng)傳感器可以被配置成包括一個(gè)或多個(gè)叉指式換能器以及形成在壓電襯底上的加熱器。所述叉指式換能器可以被選擇來(lái)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成其表面波。
還可以把天線(xiàn)連接到所述表面波裝置，其中該天線(xiàn)用于接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，其激發(fā)該聲波裝置(即諧振器和延遲線(xiàn))以便產(chǎn)生與流體的流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析。此外，還可以使用一個(gè)或多個(gè)其他的發(fā)送器/接收器向該天線(xiàn)發(fā)送信號(hào)以便激發(fā)該叉指式換能器，從而產(chǎn)生與流體的流動(dòng)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻率輸出以用于分析。所述流體本身可以是人的血液，并且所述表面波流動(dòng)傳感器和天線(xiàn)可以被植入到人體內(nèi)以用于監(jiān)測(cè)血液。
附圖簡(jiǎn)述附圖被合并在此并且形成說(shuō)明書(shū)的一部分，其進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明，并且與本發(fā)明的詳細(xì)描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的或者功能上相似的元件。


圖1示出了叉指式表面波裝置的透視圖，其適于與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一起使用；
圖2示出了沿著圖1所示的叉指式表面波裝置的A-A線(xiàn)的剖面圖，其適于與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一起使用；圖3示出了叉指式表面波裝置的透視圖，其適于與本發(fā)明的一個(gè)發(fā)明的詳細(xì)描述在以下非限制性實(shí)例中討論的特定數(shù)值和配置可以有所變化，并且僅用于說(shuō)明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了叉指式表面波裝置100的透視圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。正如下面將詳細(xì)描述的那樣，表面波裝置100適用于流體流動(dòng)傳感活動(dòng)。表面波裝置100一般可以被配置成包括形成在壓電襯底104上的叉指式換能器106。表面波裝置100可以在傳感器芯片的情境中實(shí)現(xiàn)。叉指式換能器106可以被配置成電極的形式。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的沿著圖1所示的叉指式表面波裝置100的A-A線(xiàn)的剖面圖。壓電襯底104可以由多種襯底材料形成，比如石英、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、Li2B4O7、GaPO4、硅酸鎵鑭(La3Ga5SiO14)、ZnO以及/或者外延生長(zhǎng)的氮化物(比如Al、Ga或Ln等等)。形成叉指式換能器106的材料一般被分為三組。首先，叉指式換能器106可以由金屬組材料(例如Al、Pt、Au、Rh、Ir、Cu、Ti、W、Cr或Ni)形成。其次，叉指式換能器106可以由合金形成，比如NiCr或CuAl。第三，叉指式換能器106可以由金屬-非金屬混合物形成(例如基于TiN、CoSi2或WC的陶瓷電極)。取決于所述襯底和叉指式換能器材料的生物相容性，可以使用生物相容涂料的薄層102來(lái)覆蓋所述叉指式換能器和襯底。
圖3示出了叉指式表面波裝置300的透視圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3-4中示出的配置類(lèi)似于圖1-2中示出的配置，只是添加了天線(xiàn)308，其連接到并且被放置在無(wú)線(xiàn)激發(fā)組件310(在圖4中示出)上。表面波裝置300一般包括形成在壓電襯底304上的叉指式換能器306。因此，表面波裝置300可以充當(dāng)叉指式表面波裝置，其特別利用掠面(surface-skimming)體波技術(shù)。叉指式換能器306可以被配置成電極的形式?？梢赃x擇生物相容涂料302，以使得對(duì)于人體沒(méi)有不良影響。可以利用多種選擇性涂料來(lái)實(shí)現(xiàn)涂料302。
可以檢測(cè)聲學(xué)屬性的改變，并且利用它來(lái)識(shí)別或檢測(cè)所吸收的以及/或者由叉指式換能器306吸附的物質(zhì)或物種。因此，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)手段來(lái)激發(fā)叉指式換能器306，以便實(shí)現(xiàn)表面聲學(xué)模型。因此，可以利用天線(xiàn)308和無(wú)線(xiàn)激發(fā)組件310來(lái)激發(fā)與流體的流動(dòng)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻率模式，以用于進(jìn)行流體流動(dòng)分析。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的沿著圖3所示的叉指式表面波裝置300的A-A線(xiàn)的剖面圖。因此，圖4中示出的天線(xiàn)308被放置在涂料302上并且連接到無(wú)線(xiàn)激發(fā)組件310，其可以被形成在涂料302的區(qū)域內(nèi)。與圖2的配置類(lèi)似，壓電襯底304可以由多種襯底材料形成，比如石英、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)、Li2B4O7、GaPO4、硅酸鎵鑭(La3Ga5SiO14)、ZnO以及/或者外延生長(zhǎng)的氮化物(比如Al、Ga或Ln等等)。
形成叉指式換能器306的材料一般被分為三組。首先，叉指式換能器306可以由金屬組材料(例如Al、Pt、Au、Rh、Ir、Cu、Ti、W、Cr或Ni)形成。其次，叉指式換能器306可以由合金形成，比如NiCr或CuAl。第三，叉指式換能器306可以由金屬-非金屬混合物形成(例如基于TiN、CoSi2或WC的陶瓷電極)。
圖5示出了無(wú)線(xiàn)SAW流動(dòng)傳感器系統(tǒng)500的方框圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)500包括一個(gè)隔室或結(jié)構(gòu)504，其中可以放置自熱式加熱器506和上游SAWu傳感器裝置516。結(jié)構(gòu)504還可以包括下游SAWd傳感器裝置514。傳感器裝置516和514可以被實(shí)現(xiàn)為與圖1-4中所示的類(lèi)似的叉指式換能器。
箭頭502和504分別表示流體流入或者流出隔室或結(jié)構(gòu)504。天線(xiàn)508可以與上游SAWu傳感器裝置516集成在一起，以及/或者連接到上游SAWu傳感器裝置516。類(lèi)似地，第二天線(xiàn)512可以與下游SAWd傳感器裝置514集成在一起，以及/或者連接到下游SAWd傳感器裝置514。此外，第三天線(xiàn)510可以與自熱式加熱器506集成在一起，以及/或者連接到自熱式加熱器506。應(yīng)當(dāng)注意，可以通過(guò)將RF功率轉(zhuǎn)換成熱量來(lái)為自熱式加熱器506供電。
自熱式加熱器506可以從RF功率吸收能量，并且將其轉(zhuǎn)換成熱量。所述自加熱部分可以由聲學(xué)“有損”材料或者吸聲器形成，其中在這種材料中的聲能耗散導(dǎo)致對(duì)襯底的加熱。對(duì)于襯底的給定的熱導(dǎo)率和有效熱質(zhì)量，靜止表面溫度可以最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。自熱式加熱器506還可以由電阻加熱器類(lèi)型的材料配置而成。
圖6示出了活體內(nèi)聲波流動(dòng)傳感器系統(tǒng)600的方框圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)600通常包括聲波流動(dòng)傳感器裝置608，其可以按照類(lèi)似于圖5中所示的傳感器系統(tǒng)500的傳感器裝置的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，聲波流動(dòng)傳感器裝置608可以配備有一個(gè)或多個(gè)叉指式換能器，比如圖5中所示的叉指式換能器。
裝置608可以被配置成包括如圖1中所示的聲學(xué)涂料。聲波流動(dòng)傳感器裝置608可以耦合到天線(xiàn)603，以及/或者與天線(xiàn)603集成在一起。天線(xiàn)603可以從發(fā)送器/接收器604接收數(shù)據(jù)，或者向其發(fā)送數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，天線(xiàn)603可以連接到裝置608，從而天線(xiàn)605接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)可以激發(fā)聲學(xué)裝置，以便產(chǎn)生與流體的流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析。
聲波流動(dòng)傳感器裝置608和天線(xiàn)603可以形成一個(gè)無(wú)源無(wú)線(xiàn)的活體內(nèi)聲波流動(dòng)傳感器裝置601，其可以被植入到人體內(nèi)。由箭頭606所代表的無(wú)線(xiàn)詢(xún)問(wèn)可以提供裝置601正確運(yùn)行所需要的功率和數(shù)據(jù)集合。裝置601可以由多種聲表面波技術(shù)實(shí)現(xiàn)，比如Rayleigh波、水平剪切波、Love波等等。
圖7示出了活體內(nèi)聲波流動(dòng)傳感器系統(tǒng)700的方框圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意，在圖6和7中，相同的部件或元件通常由相同的附圖標(biāo)記表示。因此，系統(tǒng)700類(lèi)似于圖6中所示的系統(tǒng)600，但是包括一些小的修改。舉例來(lái)說(shuō)，其中使用傳感器裝置702以代替裝置520。傳感器裝置702合并了圖1所示的裝置100。因此，傳感器裝置702和發(fā)送器/接收器602一起形成一個(gè)傳感裝置701，其可以被用來(lái)監(jiān)測(cè)液體流量，比如在人體內(nèi)流動(dòng)的血液的流量。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)替換實(shí)施例的無(wú)線(xiàn)聲表面波流動(dòng)傳感器系統(tǒng)800的方框圖，其可以在沒(méi)有加熱器的情況下實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)800通常包括一個(gè)隔室或結(jié)構(gòu)806，其中可以放置上游SAWu傳感器裝置812。結(jié)構(gòu)806還包括下游SAWd傳感器裝置814。傳感器裝置812和814例如可以被實(shí)現(xiàn)為與圖1-4中所示的類(lèi)似的叉指式換能器。
箭頭808和810分別表示流體流入和流出所述隔室或結(jié)構(gòu)806。天線(xiàn)802可以與上游SAWu傳感器裝置812集成在一起，以及/或者連接到上游SAWu傳感器裝置812。類(lèi)似地，第二天線(xiàn)814可以與下游SAWd傳感器裝置814集成在一起，以及/或者連接到下游SAWd傳感器裝置814。
圖9示出了圓柱形無(wú)線(xiàn)聲表面波流動(dòng)傳感器系統(tǒng)900的方框圖，其可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)900包括圓柱形隔室或結(jié)構(gòu)906，其中可以放置自熱式加熱器918和上游SAWu傳感器裝置912。結(jié)構(gòu)906還可以包括下游SAWd傳感器裝置914。傳感器裝置912和914例如可以被實(shí)現(xiàn)為與圖1-4中所示的類(lèi)似的叉指式換能器。上游SAWu傳感器裝置912、加熱器918和下游SAWd傳感器裝置914可以位于結(jié)構(gòu)906的內(nèi)壁上，并且分別連接到結(jié)構(gòu)906的各端。在系統(tǒng)900的配置中，內(nèi)圓周的350度可以被用于加熱器電阻或者加熱器918，這樣為在結(jié)構(gòu)906的各邊緣配置所有連接留下了足夠的空間。
在涂料選擇方面，生物相容性包括周?chē)M織以及整個(gè)身體對(duì)于人工移植物的接受度。生物相容材料不刺激周?chē)Y(jié)構(gòu)，不引起異常發(fā)炎反應(yīng)，不引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)，并且不致癌。
本文所述的各實(shí)施例和例子是為了最佳地解釋本發(fā)明及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，前面的描述和實(shí)例僅用于說(shuō)明和舉例的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到本發(fā)明的其他變型和修改，因此所附權(quán)利要求書(shū)意圖覆蓋這些變型和修改。
上面的描述并不是窮舉性的，并且不限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)上述教導(dǎo)，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，許多修改和變型都是有可能的。本發(fā)明的使用可以包括具有不同特性的組件。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)及其等效表述限定。
權(quán)利要求
1.一種流體流動(dòng)傳感系統(tǒng)，包括聲表面波流動(dòng)傳感器，其用于監(jiān)測(cè)流體通過(guò)由多個(gè)壁形成的隔室的流動(dòng)，其中所述聲表面波流動(dòng)傳感器包括至少一個(gè)叉指式換能器和形成在壓電襯底上的自熱式加熱器，其中所述叉指式換能器被選擇成在其表面波中引入可忽略的電耦合；以及連接到所述至少一個(gè)叉指式換能器的天線(xiàn)，其中所述天線(xiàn)接收至少一個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括發(fā)送器和接收器單元，其用于將所述至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述天線(xiàn)以便激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的所述至少一個(gè)頻率輸出以用于分析。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述流體包括血液，所述系統(tǒng)的所述聲表面波流動(dòng)傳感器和所述天線(xiàn)可以被植入到人體內(nèi)，以用于監(jiān)測(cè)所述血液，并且所述發(fā)送器和接收器單元位于所述人體的外部。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)頻率輸出包括至少一項(xiàng)以下類(lèi)型的數(shù)據(jù)曲板模式(FMP)數(shù)據(jù)，聲板模式數(shù)據(jù)；水平剪切聲板模式(SH-APM)數(shù)據(jù)；幅度板模式(APM)數(shù)據(jù)；厚度剪切模式(TSM)數(shù)據(jù)；聲表面波模式(SAW)和體聲波模式(BAW)數(shù)據(jù)；扭轉(zhuǎn)模式數(shù)據(jù)；Love波數(shù)據(jù)；泄漏聲表面波模式(LSAW)數(shù)據(jù)；偽聲表面波模式(PSAW)數(shù)據(jù)；橫模數(shù)據(jù)，掠面模數(shù)據(jù)；表面橫模數(shù)據(jù)；諧模數(shù)據(jù)；以及泛音模式數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括以下金屬當(dāng)中的至少一種Al、Pt、Au、Rh、Ir、Cu、Ti、W、Cr或Ni。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括合金。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括金屬-非金屬混合物。
8.一種流體流動(dòng)傳感系統(tǒng)，包括聲表面波流動(dòng)傳感器，其用于監(jiān)測(cè)流體的流動(dòng)，其中所述聲表面波流動(dòng)傳感器包括至少一個(gè)叉指式換能器和形成在壓電襯底上的自熱式加熱器，其中所述至少一個(gè)叉指式換能器被選擇成在其表面波中引入可忽略的電耦合；連接到所述至少一個(gè)叉指式換能器的天線(xiàn)，其中所述天線(xiàn)接收至少一個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析，其中所述流體包括血液，并且所述聲表面波流動(dòng)傳感器和所述天線(xiàn)可以被植入到人體內(nèi)以用于監(jiān)測(cè)所述血液；以及發(fā)送器和接收器單元，其用于將所述至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述天線(xiàn)以便激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的所述至少一個(gè)頻率輸出以用于分析，其中所述發(fā)送器和接收器單元位于所述人體的外部。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括以下金屬當(dāng)中的至少一種Al、Pt、Au、Rh、Ir、Cu、Ti、W、Cr或Ni。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括合金。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括金屬-非金屬混合物。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括至少一個(gè)SAWu組件和至少一個(gè)SAWd組件。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)頻率輸出包括至少一項(xiàng)以下類(lèi)型的數(shù)據(jù)曲板模式(FMP)數(shù)據(jù)，聲板模式數(shù)據(jù)；水平剪切聲板模式(SH-APM)數(shù)據(jù)；幅度板模式(APM)數(shù)據(jù)；厚度剪切模式(TSM)數(shù)據(jù)；聲表面波模式(SAW)和體聲波模式(BAW)數(shù)據(jù)；扭轉(zhuǎn)模式數(shù)據(jù)；Love波數(shù)據(jù)；泄漏聲表面波模式(LSAW)數(shù)據(jù)；偽聲表面波模式(PSAW)數(shù)據(jù)；橫模數(shù)據(jù)，掠面模數(shù)據(jù)；表面橫模數(shù)據(jù)；諧模數(shù)據(jù)；以及泛音模式數(shù)據(jù)。
14.一種流體流動(dòng)傳感方法，包括以下步驟提供聲表面波流動(dòng)傳感器，其用于監(jiān)測(cè)流體的流動(dòng)，其中所述聲表面波流動(dòng)傳感器包括至少一個(gè)叉指式換能器和形成在壓電襯底上的聲學(xué)涂料，其中所述至少一個(gè)叉指式換能器被選擇成在其表面波中引入可忽略的電耦合；以及將天線(xiàn)連接到聲表面波裝置，其中所述天線(xiàn)接收至少一個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟提供發(fā)送器和接收器單元，其用于將所述至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送到所述天線(xiàn)以便激發(fā)所述至少一個(gè)叉指式換能器，從而產(chǎn)生與所述流體的所述流動(dòng)相關(guān)的所述至少一個(gè)頻率輸出以用于分析。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述流體包括血液，并且所述表面波流動(dòng)傳感器和所述天線(xiàn)可以被植入到人體內(nèi)，以用于監(jiān)測(cè)所述血液。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述至少一個(gè)頻率輸出包括至少一項(xiàng)以下類(lèi)型的數(shù)據(jù)曲板模式(FMP)數(shù)據(jù)，聲板模式數(shù)據(jù)；水平剪切聲板模式(SH-APM)數(shù)據(jù)；幅度板模式(APM)數(shù)據(jù)；厚度剪切模式(TSM)數(shù)據(jù)；聲表面波模式(SAW)和體聲波模式(BAW)數(shù)據(jù)；扭轉(zhuǎn)模式數(shù)據(jù)；Love波數(shù)據(jù)；泄漏聲表面波模式(LSAW)數(shù)據(jù)；偽聲表面波模式(PSAW)數(shù)據(jù)；橫模數(shù)據(jù)，掠面模數(shù)據(jù)；表面橫模數(shù)據(jù)；諧模數(shù)據(jù)；以及泛音模式數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括以下金屬當(dāng)中的至少一種Al、Pt、Au、Rh、Ir、Cu、Ti、W、Cr或Ni。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括合金。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)叉指式換能器包括從一組材料中選擇的電極材料，該組材料包括金屬-非金屬混合物。
全文摘要
一種無(wú)線(xiàn)表面波流動(dòng)傳感器可以被用來(lái)監(jiān)測(cè)流體的流動(dòng)。這種表面波流動(dòng)傳感器可以被配置成包括一個(gè)或多個(gè)叉指式換能器以及形成在壓電襯底上的自熱式加熱器。所述叉指式換能器可以被選擇來(lái)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成其表面波。還可以把天線(xiàn)連接到所述表面波裝置，其中該天線(xiàn)可以接收一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，所述信號(hào)激發(fā)該聲學(xué)裝置以便產(chǎn)生與流體的流動(dòng)相關(guān)的頻率輸出以用于分析。
文檔編號(hào)A61B8/08GK1973188SQ200580020554
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者J·Z·劉, R·A·阿爾德曼 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司