FI104289B - Menetelmä jäätymisen ilmaisemiseksi SAW-kastepisteanturissa sekä anturirakenne - Google Patents

Description

104289

Menetelmä jäätymisen ilmaisemiseksi SAW-kastepisteanturissa sekä anturirakenne 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä jäätymisen ilmaisemiseksi SAW-kastepisteanturissa.

Keksinnön kohteena on myös anturirakenne.

10

Kaasujen suhteellista kosteutta voidaan mitata monilla eri tekniikoilla, kuten mittaamalla kosteutta absorboivan materiaalin dielektrisyysvakion tai johtavuuden muutosta. Suhteellinen kosteus voidaan selvittää myös mittaamalla kaasun tihe-15 yttä tai kastepistettä.

Kaasun kastepisteen suora mittaus voidaan toteuttaa esimerkiksi mittaamalla jäähdytetyn peilipinnan heijastuskertoimen muutosta tai mittaamalla jäähdytetyn kvartsikiteen ominais-20 taajuuden muutosta sen pinnalle kertyvän massan havaitsemiseksi, tai havaitsemalla pinta-aaltoanturin ominaistaajuuden tai vaimennuksen muutosta joista voidaan havaita kasteen kertyminen. Kastepisteen mittaukseen liittyy luonnollisesti myös kastepisteanturin aktiivisen pinnan lämpötilan mittaus. 25

Pinta-aaltoanturin käyttö kastepisteen ilmaisemiseen on tunnettu mm. US-patentista 4,378, 168 sekä julkaisusta [K.A. Vetelino et ai., Sensors and Actuators B35-36(1996) 91-98] 1 2 3 4 5 6

Pinta-aaltoanturia (SAW-anturi) käytetäänkin yleisesti kaste- 2 pisteen mittaukseen. Pinta-aaltoanturin käytöllä saavutetaan 3 optiseen mittaukseen nähden lisäetuja: Pinta-aaltoanturista 4 voidaan mitata samanaikaisesti useita toisistaan riippumatto 5 mia sähköisiä parametreja (transmissio, taajuus, heijastus- 6 kerroin, impedanssi), joita analysoimalla voidaan saada tietoa anturin pinnalla olevan veden määrästä, olomuodosta sekä 104289 2 anturin likaantumisesta. Pinta-aaltoanturin vaimennus- tai taajuusmuutos on tyypillisesti verrannollinen anturin pinnalla olevan massan muutokseen. Optisissa mittalaitteissa taas esim. kasteen pisarakoko tai jään pinnanlaatu voivat vaikut-5 taa voimakkaasti heijastus- tai sirontakertoimen käyttäytymiseen veden tai jään massan funktiona. Edelleen pinta-aaltoanturin herkkyys on parempi kuin mitä optisella menetelmällä voidaan saavuttaa.[Vetelino et ai.] 10 Nykyisillä pinta-aaltoantureilla on kuitenkin samoja heikkouksia kuin optisilla antureilla: lämpötila-alueella 0°C --40°C voi jäähdytetylle pinnalle kertyä kosteutta joko jään tai veden muodossa. Kosteuden kertymisen tasapainolämpötila (kaste- tai huurrepiste) on erilainen riippuen veden olo- 15 muodosta: 0°C lämpötilassa kaste- ja huurrepiste ovat samat, mutta -40°C lämpötilassa niiden ero on jo noin 4°C, mikä on erittäin suuri virhe verrattuna muutoin saavutettavaan n. 0,2°C mittaustarkkuuteen.

20 K. Vetelino et ai on havainnut jäätymisen nopeuttavan akustisen aallon etenemistä SAW-anturissa. Muutos ei kuitenkaan jää pysyväksi vaikka jäätymistila säilyisi, mikä tekee pelkän ·· nopeuden (samalla taajuuden) ilmaisun epäluotettavaksi tavak si ilmaista jään olemassaolo anturin pinnalla.

25 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun tekniikan puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen .· menetelmä jäätymisen ilmaisemiseksi SAW-anturissa. 1 2 3 4 5 6

Keksintö perustuu siihen, että ilmaistaan mittaussignaalin 2 stabiilisuus ja stabiilisuuden muutoksen avulla määritetään 3 onko anturin jäätymistä tapahtunut. Stabiilisuuden ilmaisun 4 tueksi voidaan käyttää myös muita pinta-aaltoanturista saa 5 tavia mittaustietoja jäätymistiedon varmistamiseksi kuten 6 esimerkiksi lämpötilatietoa. Keksinnön mukainen anturirakenne 104289 3 puolestaan perustuu siihen, että anturin aktiiviseen pintaan muodostetaan jään kiteytymisen siemenpisteitä kuitujen tai kidemäisten epäpuhtauksien muodossa.

5 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle anturirakenteelle on puolestaan tunnus-10 omasta se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

15 Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan anturin jäätyminen ilmaista luotettavasti ja näin parantaa anturin suorituskykyä merkittävästi. Keksinnön mukainen anturirakenne puolestaan pienentää anturin läpi kulkevan signaalin taajuuden kohinaa huurrepistemittauksessa ja pidentää veden jäätymisen aiheut-20 tämän taajuusmuutoksen kestoa sekä edesauttaa veden jäätymistä lähempänä 0°C lämpötilaa, mikä pitää kaste- ja huurrepis-teen eron pienempänä kuin sileäpintaisessa anturissa.

Keksinnön mukaisella anturirakenteella voidaan jäätymistapah-25 tuma saada alkamaan hallitummin ja siten, että jäätymis-tapahtuman lämpötila on paremmin ennustettavissa, mikä pitää mittauksen epävarmuuden sileäpintaiseen anturiin verrattuna pienempänä silloin kun ei tiedetä varmasti mitataanko kaste-.· vai huurrepistettä.

30

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää periaatekytkentää keksinnön mukaisesta mitta-35 laitteesta.

104289 4

Kuvio 2 esittää mittaussignaalin käyttäytymistä jäätymisti-lanteessa.

Kuvio 3 esittää mittaussignaalin taajuuskäyttäytymistä trans-5 mission funktiona kun anturilla ei ole jäätä.

Kuvio 4 esittää mittaussignaalin taajuuskäyttäytymistä transmission funktiona kun anturi on jäätynyt.

10 Kuvio 5 esittää leikattuna sivukuvantona yhtä keksinnön mukaista SWA-anturirakennetta, joka on liimattu keraamiseen substraattiin.

Kuvio 6 esittää leikattuna sivukuvantona kuvion 5 mukaista 15 rakenennetta, joka on flip-chip-bondattu keraamiseen substraattiin.

SAW-anturilla tarkoitetaan tässä dokumentissa anturia, jonka mitattavalle suureelle alttiina olevalla alueella akustinen 20 pinta-aalto kykenee etenemään. Tyypillisesti anturi kokonaisuudessaan on pietsosähköistä materiaalia ja siihen sisältyy lähettävät elektrodirakenteet pinta-aallon synnyttämiseksi sekä vastaanottavat elektrodirakenteet pinta-aallon vastaan-·· ottamiseksi.

25

Kuviossa 1 on esitetty SAW-anturin tyypillinen oskillaatto-rikytkentä, jossa pinta-aalto kulkee kvartsisubstraattia pitkin IDT-antennista toiseen. Kytkentä käsittää operaa-tiovahvistimen 1, anturielementin 2 ja sovitinkelat 3 ja 4, 30 joiden avulla anturin impedanssi sovitetaan halutuksi. Itse anturi 2 käsittää sormielektrodiparit 5 ja 6, jotka ovat toisista päistään kytketty maapotentiaaliin ja toisista päistään sovitinkeloihin 3 ja 4. Sormielektrodipari 5 toimii akustisen aallon muodostajana ja sormielektrodipari 6 aallon 35 vastaanottajana. Sormielektrodeja 5 ja 6 kutsutaan myös IDT-antenneiksi. Pinta-aaltoanturin 2 pinnalle, elektrodiparien 5 104289 5 ja 6 väliin mittausalueelle 7 muodostuva huurre tai kaste vaimentaa pinta-aaltoa, jolloin anturin läpi kulkevaa amplitudia mittaamalla saadaan tieto kasteen tai huurteen määrästä. Pinta-aaltoanturin pinnalle muodostuva kaste pienentää 5 pinta-aallon kulkunopeutta, jolloin aallonpituuden ollessa anturin pinnalla olevien antennikuvioiden määräämä, myös läpimenevän signaalin taajuus pienenee [Vetelino et ai.].

Anturin 2 pinnalle kondensoituneen veden massan jakautuminen 10 ja mekaaniset ominaisuudet muuttuvat jäätymisen yhteydessä. Massajakauma muuttuu kun tasaisesti pieniksi pisaroiksi jakautunut kaste muodostaa suhteellisesti suurempia jääker-tymiä. Anturin ominaisuuksiin vaikuttaa myös esimerkiksi jään kyky välittää leikkausvoimia. Nämä muutokset näkyvät pääasi-15 allisesti pinta-aallon nopeuden muutoksena, mutta myös sähköisen ja akustisen signaalin kytkeytymisefektiivisyyden sekä anturin transmission muutoksina. Taajuuden muutoksen suunta ja suuruus ovat riippuvaisia useista seikoista: kondenssin määrästä jäätymishetkellä; jäätymisnopeudesta; muodostuvan 20 jään kidemuodosta (kiinteää jäätä vai huurretta); siitä mihin kohtaan IDT-antennia 5 tai 6 ensimmäinen jääkertvmä muodostuu .

·· Pienillä kondenssin määrillä em. taajuus yleensä kasvaa veden 25 jäätyessä ja suurilla kondenssin määrillä taajuus putoaa. Päästökaistan tai oskillaattoripiirin taajuuden äkillistä, tyypillisesti alle minuutissa tapahtuvaa hyppäystä voidaan siis käyttää havaitsemaan kasteen jäätyminen. Jäätymisproses-.' sille tyypillistä on, että taajuuden heilahtelu (matalataa- 30 juinen kohina) kasvaa äkillisesti ensimmäisten jääkertymien muodostuessa. Tämä taajuuden heilahtelu on seurausta dynaamisesta prosessista, jossa anturin jäättömille alueille muodostunut kaste jäätyessään muuttaa akustista impedanssiaan sekä massan jakautumaa anturin aktiivisella alueella.

35 104289 6

Kasteen jäätyminen tapahtuu sileäpintaisella SAW kastepis-teanturilla tai optisen anturin heijastinpinnalla tyypillisesti -10°C... -30°C välillä, joten jäätymispistettä ei vei suoraan päätellä lämpötilasta. Jäätymishetkellä tapahtuvan 5 taajuusmuutoksen suuruus ja suunta on riippuvainen edellä mainittujen tekijöiden lisäksi taajuudesta, anturin geometriasta, sekä anturin ja tehonsyötön impedanssisovituksen taa-juusriippuvuudesta. ST-leikatulle kvartsisubstraatille prosessoidulla SAW-anturilla, jonka päästökaistan keskitaajuus 10 on kuivana n. 77.4 MHz, tyypillinen taajuusmuutos anturin jäätyessä on tyypillisesti 20-200kHz. Julkaisusta [Vetelinc et ai.] tunnettua jäätymisen ilmaisumenetelmää, jäätymishetkellä tapahtuvaa taajuuden kasvua ei siis voi käyttää luotettavana jää-vesitransition ilmaisijana, sillä ensinnäkin taa-15 juuden muutoksen suunta ei ole aina sama, ja toiseksi jäätymisen jälkeen jään massajakauma muuttuu tyypillisesti muutaman tunnin kuluessa siten että taajuus palaa lähelle arvoa, joka sillä oli ennen jäätymistä. Kuviossa 2 on esitetty taajuuden muutos jäätymishetkellä käyttäen samaa anturia samassa 20 lämpötilassa, mutta kolmella eri kondensoituneen veden määrällä, jotka vastaavat anturin läpäisevän signaalin transmissioita 0,033, 0,025 ja 0,018 (kuivan anturin transmissio = 0,043!. Jäätyminen on tapahtunut suunnilleen hetkellä t=6000s. Transmissiolla siis tarkoitetaan tässä yhteydessä 25 antennin 5 ja antennin 6 signaalien amplitudien neliöiden suhdetta.

Mittalaite, joka osaa tunnistaa anturin pinnalla olevan veden olomuodon toimii edullisesti siten että jäätymishetki havai-30 taan taajuuden äkillisenä muutoksena tai taajuuden kohinan äkillisenä kasvuna (anturin vaimennuksen avulla tulee samanaikaisesti valvoa, että taajuushyppäys ei aiheudu todellisesta kastepisteen muutoksesta) ja erityisellä lämpötilansäätö-algoritmilla varmistetaan, että anturin lämpötilan kohotessa 35 lähelle jään sulamispistettä anturi käytetään hetken ajan korkeammassa lämpötilassa, jotta anturin pinta kuivuu ja 104289 7 anturi jäähtyessään alkaa jälleen mitata kastepistettä huur-repisteen asemesta. Tämän kuivatussyklin loputtua järjestelmää ohjaava ohjelmisto siis ilmoittaa anturin mittaavan kastepistettä, kunnes havaitaan uusi jäätymistä ilmaiseva taa-5 juushyppäys.

Koska anturin pinnalla olevan kosteuden jäädyttyä anturin päästökaistan taajuus muuttuu epästabiiliksi, ei kondenssin määrää voi enää pitää vakiona pitämällä anturin taajuus ase-10 tusarvossaan säätämällä lämpötilaa ja sitä kautta kondenssin määrää, mikä menetelmä on tunnettu esimerkiksi julkaisusta [Grate et ai., Analytical Chemistry. Voi 65, No 21, November 1, 1993 p. 945] .

15 Taajuuden epästabiilisuutta voi siis käyttää hyväksi anturin pinnalla olevan veden olomuodon määrittämisessä. Anturin 2 pinnalla olevan kondenssin määrä pidetään vakiona edullisesti pitämällä anturin 2 läpi kulkevan signaalin vaimennus vakiona lämpötilaa ja sitä kautta kondenssin määrää säätämällä. Mit-20 taamalla esimerkiksi taajuuden keskihajontaa saadaan vertailuluku, jonka arvo yhdessä lämpötilatiedon kanssa mahdollistaa anturin pinnalla olevan kondenssin olomuodon määrityksen. Vaihtoehtoisesti voidaan mitata suureen ( (taajuus-vertailutaajuus)-vakio*(transmissio-vertailutransmissio)) 25 keskihajontaa. Vertailutaajuus ja vertailutransmissio ovat edullisesti kuivalle anturille mitatut parametrit. Vertailu-taajuus ja -transmissio voivat olla myös esimerkiksi mittaus-jakson aikana mitattuja keskiarvoja. 1 2 3 4 5 6

Veden olomuoto anturin pinnalla voidaan edelleen selvittää 2 muuttamalla kondenssin määrää t.s. anturin transmissiota, ja 3 mittaamalla taajuus kullakin transmission arvolla. Jos taa 4 juuden ja transmission suhde on lineaarinen kuvion 3 mukai 5 sesti ja kulmakerroin on kullekin anturityypille ominaisen, 6 transmissio-taajuuskäyrän kulmakertoimelle määriteltyjen virherajojen sisäpuolella, voidaan luotettavasti todeta, että 104289 8 anturin pinnalla oleva vesi on nestemäisessä olomuodossa. Ominainen transmissio-taajuuskäyrä siis tulee määritellä kun anturin pinnalla oleva vesi on nestemäisessä olomuodossa. Jos taas kulmakerroin on hyvin suuri tai vastakkaismerkkinen 5 ja/tai transmissio-taajuuskäyrässä on hyppäyksiä tai epäjatkuvuuksia kuvion 4 mukaisesti, anturin 2 pinnalla on jäätä.

On huomattava, että taajuus-transmissiokuvaaja ei ole lineaarinen hyvin suurilla kondenssin määrillä (em. kuvissa vastaten transmissiota >0,005), vaikka anturin pinnalla olisikin 10 nestemäistä vettä.

Taajuuden muutokseen perustuvaa kondenssin olomuodon ilmaisua voidaan edesauttaa tuomalla anturin aktiiviselle pinnalle esimerkiksi kidemäisiä tai kuitumaisia epäpuhtauksia, jotka 15 toimivat jäätymisen siemenpisteinä. Epäpuhtauksien avulla anturin läpäisevän signaalin taajuuden kohina pienenee, jäätymisen aiheuttama taajuusmuutos on pitkäaikaisempi ja jäätyminen tapahtuu korkeammassa lämpötilassa kuin puhtaan pinnan tapauksessa (puhtaalla pinnalla tyypillisesti -22°C), jolloin 20 kaste- ja huurrepisteen ero voidaan selkeämmin todeta ja vähentää näin mittausepävarmuutta.

Kastepisteanturin toiminnan kannalta on erittäin tärkeää, että mitattavalle kaasulle alttiina olevan rakenteen kylmin 25 osa on juuri pinta-aaltoanturin aktiivinen alue, eli alue, jolle kertynyt kosteus muuttaa anturin vaimennusta ja taajuutta, joita mittaamalla itse kastepisteen havaitseminen tapahtuu. Edelleen on tärkeää, että lämpötilaa mittaava anturi on sijoitettu paikkaan, jossa sen lämpötila on mahdclli-30 simman lähellä pinta-aaltoanturin aktiivisen pinnan lämpötilaa, tyypillisesti alle 0,2°C päässä riippumatta ympäristön lämpötilasta tai käytetystä jäähdytystehosta. Jos anturin ympärillä on paljon kylmää, kosteutta kondensoivaa ei-aktiivista pinta-alaa, kasteen tai huurteen kertyminen antu-35 rin aktiiviselle alueelle hidastuu oleellisesti ja lisäksi mittauksesta tulee epästabiilimpi. Edellä mainitut ehdot 104289 9 voidaan täyttää käyttämällä edullisesti kuvioiden 5 ja 4 mukaista metallista muotokappaletta, jonka muodon tai materiaalien valinnoilla voidaan muuttaa anturielementin tai piirilevyn minkä tahansa kohdan ja jäähdytyselementin välistä 5 lämmönjohtavuutta ja siten vaikuttaa anturin pinnan lämpöti-lajakaumaan.

Kuvioiden 5 ja 6 mukaisesti mittapää muodostuu seuraavista komponenteista: SAW kide 11 on kuvion 5 mukaisesti liimattu 10 tai vaihtoehtoisesti kuvion 6 mukaisesti flip-chip-bondattu yhtenäisellä kaasutiiviillä saumalla 19 keraamiseen substraattiin 14. Kaasutiiviys saavutetaan puristamalla o-rengas 12 substraatin 14 ja suojuksen 13 väliin. Anturin alla en metallinen muotokappale 15, jonka avulla huolehditaan opti-15 maalisesta lämpöjakaumasta. Anturin jäähdytys hoidetaan pel-tier-elementillä 16, joka on puristuksissa metallisen muoto-kappaleen 15 ja lämpöä ulos rakenteesta johtavan metallisydä-men 17 (joka voi olla myös ns. lämpöpiippu) väliin. Rakenteen osien keskittämiseen voidaan käyttää kohdistuskehystä 18.

20

Ylläesitettyjen rakenteiden etuna on myös johtimien luotettava liittäminen SAW-anturin pinnalla oleviin antenneihin ja johtimien tuominen höyrytiiviisti mittapään rakenteen sisään: ** jos anturi on liimattu kuvion 5 mukaisesti substraatin pääl- 25 le, voidaan SAW-anturin antennit lankabondata substraatilla olevien johdinten päihin ja johtimet voidaan tuoda mittapään sisään (alumina)substraatin läpi höyrytiiviiden läpivientien kautta, tai vaihtoehtoisesti o-renkaan ali, jolloin läpivien-- nin ei tarvitse olla tiivis. Substraatin pinta tulee planari- 30 soida lasikerroksella, jos johtimet tuodaan o-renkaan ali.

Jos käytetään kuvion 6 mukaista flip-chip-tekniikkaa, voidaan SAW-anturin antennit liittää substraatin pinnalla oleviin johtimiin samassa prosessissa kuin missä substraatin ja 35 anturikiteen välinen höyrytiivis liitos tehdään. Tällöin substraatin pinnalla olevat johtimet ovat valmiiksi mittapään 104289 10 sisäpuolella eikä läpivientejä tarvita. Kun läpivientejä ei tarvita, voidaan substraatin materiaalina käyttää esim. kvartsia, jolloin lämpölaajenemiskerrointen erot eivät aiheuta rakenteeseen haitallisia jännityksiä, olettaen että antu-5 rikiteen materiaaliksi on myös valittu kvartsi.

Toinen tapa varmistaa kasteen kertyminen ainoastaan aktiiviselle alueelle on pinnoittaa mitattavalle kondensoitumiselle alttiit pinnat hydrofobisella materiaalilla, esimerkiksi 10 polytetrafluoroetyleenillä.

Anturin pinnalla olevan veden olomuoto voidaan myös selvittää käyttämällä samassa anturissa kahta eri akustista aaltoa, esimerkiksi SAW (Rayleigh-aalto) ja TSM (transverse shear 15 mode) tai SAW (Rayleigh-aalto) ja STW (surface transverse mode) aaltoja. Sekä TSM että STW aalloissa anturin pinnan liike tapahtuu pinnan suuntaisessa tasossa, kun taas SAW aallossa liikettä tapahtuu myös pintaa vastaan kohtisuoraan. Tämän eron vuoksi TSM ja STW aaltojen taajuus riippuu voimak-20 kaammin veden jäätyessä tapahtuvasta viskositeetin muutoksesta - STW-aallon tapauksessa myös leikkausmodulin muutoksesta - kuin SAW aaltojen taajuus. Näin ollen SAW ja TSM tai SAW ia STW aaltojen taajuuksien suhteellisten muutosten eroista voidaan päätellä anturin pinnalla olevan veden leikkausmodu-25 Iin ja/tai viskositeetin muutos,joista puolestaan voidaan helposti päätellä onko vesi kiinteässä vai nestemäisessä olomuodossa.

STW-aalloilla toimivassa detektorissa on tyypillisesti esi-30 merkiksi ohut kalvo anturin pinnalla estämässä aaltojen dif-fraktiota substraattiin. Edellämainitussa ohuessa pinnoite-kalvossa kulkevia STW-aaltoja kutsutaan Love-aalloiksi.

Claims (13)

104289

1. Menetelmä jäätymisen ilmaisemiseksi SAW- 5 kastepisteanturissa, jossa menetelmässä synnytetään SAW-kastepisteanturiin akustinen pinta-aalto ja mitataan sen muutosta kuten esimerkiksi vaimennusta, tunnettu siitä, että 10 - määritetään akustisen pinta-aallon jonkin parametrin epästabiilisuus anturin (2) jäätymisen ilmaisemiseksi .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan anturin (2) akustisen pinta-aallon vaimennusta ja ilmaistaan signaalin taajuuden epästabiilisuus ja taajuuden epästabiilisuuden kasvamisesta päätellään anturin (2) pinnalla olevan jäätä. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturin signaalista ilmaistaan taajuusmuutos epästabiilisuuden muutoksen lisäksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturin signaalin epästabiilisuus ilmaistaan mittaamalla taajuuden keskihajontaa. ,· 5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä 30 tunnettu siitä, että suureen ((taajuus- vertailutaajuus)-vakio*(transmissio-vertailutransmissio)) keskihajontaa mitataan ja määritetään vertailuluku, jonka arvolla yhdessä lämpötilatiedon kanssa määritetään anturin (2) pinnalla olevan kondenssin olomuoto. 35 104289

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että anturin (2) läpi menevän akustisen aallon taajuuden muutoksen havaitsemiseksi säätöjärjestelmän avulla pidetään pinta-aallon vaimennus vakiosuuruisena 5 ja lämpötilansäätöalgoritmin avulla kuivatetaan lyhytaikaisesti anturin pinta jos anturi on havaitun jäätymisen jälkeen joutunut niin lähelle 0°C lämpötilaa, että anturin pinnalla olevan veden olomuodosta ei voida olla varmoja.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että pidetään nestefaasissa olevan veden määrä pinta-aaltoanturin (2) pinnalla vakiosuuruisena mittaamalla anturin läpi kulkevan pinta-aallon taajuutta ja/tai vaimennusta, ja pidetään kiinteässä faasissa oleva 15 veden määrä anturin (2) pinnalla vakiona mittaamalla anturin (2) läpi kulkevan pinta-aallon vaimennusta, ja havaitaan veden olomuodon muutos anturin läpi kulkevan pinta-aallon taajuuden kohinan muutoksesta tai taajuuden kohinan ja vaimennuksen avulla lasketun parametrin muutoksesta. — w

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että pinta-aaltoanturin (2) pinnalla olevan veden olomuodon havaitsemiseksi mitataan anturin taajuuden ja transmission välisen suhteen lineaarisuus ja/tai 25 kulmakerroin vähintään kahdella eri transmission arvolla ja verrataan tämän suhteen arvoa aiemmin mitattuun vertailuarvoon .

9. SAW-kastepisteanturirakenne, joka käsittää mitattavalle 30 suureelle alttiina olevan alueen, aktiivisen pinnan (7), jolla akustinen pinta-aalto kykenee etenemään, lähettävät elektrodirakenteet (5) pinta-aallon synnyttämiseksi sekä vastaanottavat elektrodirakenteet pinta-aallon vastaanottamiseksi (6) , tunnettu siitä, että 35 104289 - anturin (2) aktiiviselle pinnalle (7) on sijoitettu esimerkiksi kidemäisiä tai kuitumaisia epäpuhtauksia, jotka toimivat jäätymisen siemenpisteinä. 5

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen anturirakenne tunnettu siitä/ että anturirakenteeseen on muodostettu höyrysulku puristamalla o-rengastiiviste (12) keraamisen 10 piirilevyn (14) pintaa vasten.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen anturirakenne tunnettu siitä, että keraaminen piirilevy (14) on liitetty pinta-aaltoanturin aktiiviselle puolelle flip-chip 15 -tyyppisellä prosessilla, edullisesti siten että juotossauma liittää pinta-aaltoanturin (11) ja piirilevyn (14) toisiinsa hermeettisesti, ja että höyrysulku aikaansaadaan puristamalla o-rengastiiviste keraamisen piirilevyn pintaa vasten.

12. Patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen anturirakenne tunnettu siitä, että o-rengastiivisteen tilalla on käytetty liimasaumaa joka on edullisesti epoksi- tai sili-konipohjaista liimaa. 1

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen anturira kenne tunnettu siitä, että mitattavalle kaasulle alttiina olevat jäähdytetyt osat, lukuunottamatta pinta-aaltoanturin aktiivista aluetta, on pinnoitettu hydrofobisel-. .· la materiaalilla, esimerkiksi polytetrafluoroetyleenillä. 104289