[發明專利]一種聲學流體傳感器

有效

• 申請號: 201610635316.7
• 申請日: 2016-08-05
• 公開（公告）號: CN106324090B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 蔡飛燕;王辰;耿劉峰;李飛;孟龍;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01N29/024
• 分類號: G01N29/024;G01N29/036
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

1.一種聲學流體傳感器，其特征在于，包括：狹縫雙板聲學裝置、超聲波發射裝置、超聲波接收裝置、計算處理裝置和實驗容器；

所述狹縫雙板聲學裝置包括兩個基板以及設置于所述兩個基板的第一面的間隔相等距離的若干凸條，所述兩個基板的第二面平行且間隔一狹縫空間；所述狹縫空間用于裝盛待測流體或標準流體；所述第一面為所述第二面的背面；

所述實驗容器用于裝盛環境流體；

所述狹縫雙板聲學裝置浸沒于所述環境流體中，且設置于所述超聲波發射裝置和所述超聲波接收裝置之間；

所述超聲波發射裝置向所述環境流體中發射超聲波，當超聲波的頻率為所述聲學流體傳感器的工作頻率時，激勵所述狹縫雙板聲學裝置中的所述兩個基板形成非泄露A₀模式Lamb波并在所述狹縫空間中共振耦合形成對稱強局域模式；

所述超聲波接收裝置接收經過所述狹縫雙板聲學裝置后的超聲波；

所述計算處理裝置分別計算所述狹縫空間中裝盛待測流體和標準流體時接收到的超聲波的頻譜，并通過將所述狹縫空間中裝盛待測流體時接收到的超聲波的頻譜中共振透射增強峰的頻點和幅度，與所述狹縫空間中裝盛標準流體時接收到的超聲波的頻譜中共振透射增強峰的頻點和幅度分別進行比對，確定待測流體的參數。

2.根據權利要求1所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述兩個基板的端面抵接所述實驗容器的內壁。

3.根據權利要求2所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述實驗容器的內壁上設置有用于固定所述狹縫雙板聲學裝置的卡槽。

4.根據權利要求3所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述超聲波發射裝置具有一超聲波發射探頭，所述超聲波接收裝置具有一超聲波接收探頭；

所述超聲波發射探頭和超聲波接收探頭分別正對于所述兩個基板的第一面，且浸沒于所述環境流體中。

5.根據權利要求4所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述超聲波發射探頭和超聲波接收探頭分別裝設于所述實驗容器的相對的兩個內壁上。

6.根據權利要求1所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述兩個基板的第一面和第二面為矩形。

7.根據權利要求1所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述凸條的截面為三角形、矩形、菱形、或半圓形。

8.根據權利要求1所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述凸條為直線形或曲線形。

9.根據權利要求1所述的聲學流體傳感器，其特征在于，所述兩個基板的密度、縱波聲速、橫波聲速和厚度是按照如下過程確定的：

設定所述聲學流體傳感器的工作頻率；

設定若干標準流體，并確定每種標準流體的密度和聲速；

提供若干基板型號，每個基板型號包括一密度數據、一縱波聲速數據、一橫波聲速數據和一厚度數據，計算按照每個基板型號制作的基板在每種標準流體中的A₀模式色散曲線，并根據計算出的A₀模式色散曲線，確定按照每個基板型號制作的基板在每種標準流體中產生非泄露A₀模式Lamb波的最大頻率；

將按照每個基板型號制作的基板在每種標準流體中產生非泄露A₀模式Lamb波的最大頻率，與所述聲學流體傳感器的工作頻率的最大值進行比較，并根據比較結果確定符合標準的基板型號，其中，按照符合標準的基板型號制作的基板在所有標準流體中產生非泄露A₀模式Lamb波的最大頻率均大于或等于所述聲學流體傳感器的工作頻率的最大值；

分別將符合標準的基板型號所包括的密度數據、縱波聲速數據、橫波聲速數據和厚度數據，確定為所述基板的密度、縱波聲速、橫波聲速和厚度。