RU2007135333A - Покрытие для суровых сред и датчики с таким покрытием - Google Patents

Покрытие для суровых сред и датчики с таким покрытием Download PDF

Info

Publication number
RU2007135333A
RU2007135333A RU2007135333/28A RU2007135333A RU2007135333A RU 2007135333 A RU2007135333 A RU 2007135333A RU 2007135333/28 A RU2007135333/28 A RU 2007135333/28A RU 2007135333 A RU2007135333 A RU 2007135333A RU 2007135333 A RU2007135333 A RU 2007135333A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
plates
acoustic wave
reflective electrode
sensor
Prior art date
Application number
RU2007135333/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2382441C2 (ru
Inventor
Джеффри Си АНДЛЕ (US)
Джеффри Си АНДЛЕ
Original Assignee
Довер Електроникс, Инк.(дба Вецтрон Интернатионал) (US)
Довер Електроникс, Инк.(дба Вецтрон Интернатионал)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Довер Електроникс, Инк.(дба Вецтрон Интернатионал) (US), Довер Електроникс, Инк.(дба Вецтрон Интернатионал) filed Critical Довер Електроникс, Инк.(дба Вецтрон Интернатионал) (US)
Publication of RU2007135333A publication Critical patent/RU2007135333A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2382441C2 publication Critical patent/RU2382441C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/0022Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
    • G01L9/0025Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element with acoustic surface waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • G01N29/022Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/227Details, e.g. general constructional or apparatus details related to high pressure, tension or stress conditions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2437Piezoelectric probes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302Sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025Change of phase or condition
    • G01N2291/0256Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02809Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02818Density, viscosity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02872Pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0426Bulk waves, e.g. quartz crystal microbalance, torsional waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Claims (23)

1. Композитное акустическое волновое устройство, содержащее:
первую и вторую пьезоэлектрические пластины, каждая из которых имеет внутреннюю и наружную поверхности, причем пластины ориентированы внутренними поверхностями друг к другу;
по меньшей мере первый электрод, расположенный между соответствующими внутренними поверхностями первой и второй пьезоэлектрических пластин, и,
по меньшей мере, один отражающий электрод;
причем акустическое волновое устройство образует резонатор на плоско-параллельной пластине со сдвиговым типом колебаний поперечно толщине плоско-параллельной пластины, при котором наружные поверхности пьезоэлектрической пластины имеют на резонансной частоте одинаковый электрический потенциал.
2. Устройство по п.1, в котором отражающий электрод расположен, по меньшей мере, на одной из указанных наружных поверхностей.
3. Устройство по п.1, содержащее второй электрод, расположенный между указанными первой и второй пластинами.
4. Устройство по п.3, в котором второй электрод является отражающим электродом.
5. Устройство по п.3, в котором отражающий электрод расположен, по меньшей мере, на одной из указанных наружных поверхностей, а первый электрод и второй электрод, каждый соответственно, образуют с отражающим электродом резонатор на плоско-параллельной пластине, причем первый и второй электроды размещены друг от друга достаточно близко, чтобы делать возможным передачу звуковой энергии между первым и вторым резонатором.
6. Устройство по п.5, содержащее второй отражающий электрод, расположенный противоположно первому на другой наружной поверхности.
7. Устройство по п.1, содержащее покрытие, нанесенное, по меньшей мере, на часть, по меньшей мере, одной из указанных наружных поверхностей.
8. Устройство по п.7, в котором покрытие является чувствительным к измеряемой величине.
9. Устройство по п.1, в котором первая и вторая пьезоэлектрические пластины имеют одинаковую кристаллическую ориентацию.
10. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из указанных пластин имеет выемку на наружной поверхности.
11. Устройство по п.1, далее содержащее углубление, по меньшей мере, в одной из указанных внутренних поверхностей, эта выемка образует полость между первой и второй пластинами.
12. Сенсор, содержащий:
композитное акустическое волновое устройство, содержащее первую и вторую пьезоэлектрические пластины, каждая из которых имеет внутреннюю и наружную поверхности, причем пластины ориентированы внутренними поверхностями друг к другу, по меньшей мере первый электрод, расположенный между соответствующими внутренними поверхностями первой и второй пьезоэлектрических пластин, и, по меньшей мере, один отражающий электрод, причем акустическое волновое устройство образует резонатор на плоско-параллельной пластине со сдвиговым типом колебаний поперечно толщине плоско-параллельной пластины, при котором наружные поверхности имеют на резонансной частоте одинаковый электрический потенциал;
цепь, создающую путь электрической энергии между, по меньшей мере, первым электродом и отражающим электродом.
13. Сенсор по п.12, в котором акустическое волновое устройство содержит второй электрод, расположенный между указанными первой и второй пластинами.
14. Сенсор по п.13, в котором отражающий электрод расположен, по меньшей мере, на одной из указанных наружных поверхностей, а первый электрод и второй электрод, каждый соответственно, образуют с отражающим электродом резонатор на плоско-параллельной пластине, причем первый и второй электроды размещены друг от друга достаточно близко, чтобы делать возможной передачу звуковой энергии между первым и вторым резонатором.
15. Сенсор по п.12, содержащий измерительную цепь для измерения, по меньшей мере, одного параметра электрической энергии.
16. Сенсор по п.15, содержащий монтажный болт.
17. Сенсор по п.16, в котором указанная цепь, или ее часть вставлена в указанный болт.
18. Способ измерения, по меньшей мере, одного физического параметра среды под высоким давлением, в котором используется композитное акустическое волновое устройство, содержащее первую и вторую пьезоэлектрические пластины, каждая из которых имеет внутреннюю и наружную поверхности, причем пластины ориентированы внутренними поверхностями друг к другу, по меньшей мере первый электрод, расположенный между соответствующими внутренними поверхностями первой и второй пьезоэлектрических пластин, и, по меньшей мере, один отражающий электрод, причем акустическое волновое устройство образует резонатор на плоско-параллельной пластине со сдвиговым типом колебаний поперечно толщине плоско-параллельной пластины, при котором наружные поверхности имеют на резонансной частоте одинаковый электрический потенциал;
способ включает этапы:
введение указанного акустического волнового устройства, или его части, в контакт с указанной средой;
подачу электрического сигнала на первый электрод;
измерение электрического сигнала выходящего из акустического волнового устройства;
причем выходящий сигнал отличается от подаваемого сигнала, и это отличие представляет собой измеряемый сенсором параметр, который чувствителен к химической, или физической величине, измеряемой сенсором.
19. Способ по п.18, в котором акустическое волновое устройство содержит второй электрод, расположенный между указанными первой и второй пластинами.
20. Способ по п.19, в котором отражающий электрод расположен, по меньшей мере, на одной из указанных наружных поверхностей, а первый электрод и второй электрод, каждый соответственно, образуют с отражающим электродом резонатор на плоско-параллельной пластине, причем первый и второй электроды размещены друг от друга достаточно близко, чтобы делать возможной передачу звуковой энергии между первым и вторым резонатором.
21. Способ по п.18, в котором этап измерения включает измерение параметра соотношения между выводимым сигналом и вводимым сигналом, этот параметр выбран из группы, состоящей из частоты, вносимых потерь, фазы, времени задержки, или представляет собой их комбинацию.
22. Способ по п.18, в котором физический параметр выбран из группы, включающей вязкость, плотность, температуру, давление, химическую концентрацию, или представляет собой их комбинацию.
23. Способ по п.18, в котором активные электроды акустического волнового устройства образуют первый действующий сенсор, далее включает сенсор давления, содержащий выемку, по меньшей мере в одной из внутренних поверхностей, образующую полость между первой и второй внутренними поверхностями и элемент, чувствительный к давлению на участок пластины, в котором имеется выемка, этот чувствительный элемент расположен внутри указанной полости.
RU2007135333/28A 2006-04-20 2006-04-20 Электроакустический сенсор для сред с высоким давлением RU2382441C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2006/015510 WO2007123537A1 (en) 2006-04-20 2006-04-20 Electro acoustic sensor for high pressure environments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007135333A true RU2007135333A (ru) 2009-03-27
RU2382441C2 RU2382441C2 (ru) 2010-02-20

Family

ID=38625319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007135333/28A RU2382441C2 (ru) 2006-04-20 2006-04-20 Электроакустический сенсор для сред с высоким давлением

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7825568B2 (ru)
EP (1) EP2011167A4 (ru)
JP (1) JP2009534651A (ru)
CN (1) CN101208814A (ru)
CH (1) CH701162B1 (ru)
RU (1) RU2382441C2 (ru)
WO (1) WO2007123537A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH698809B1 (de) * 2006-04-20 2009-10-30 Capital Formation Inc Abdeckung für raue Umgebungen und Sensoren, die diese Abdeckung aufweisen.
GB0723526D0 (en) * 2007-12-03 2008-01-09 Airbus Uk Ltd Acoustic transducer
DE502008001030D1 (de) 2008-03-06 2010-09-09 Schweizerische Bundesbahnen Sb Verfahren und Vorrichtung zum Füllen eines Flüssigkeitstanks
WO2009139418A1 (ja) * 2008-05-14 2009-11-19 株式会社アルバック 水晶振動子及びこれを使用した測定方法
US8022595B2 (en) 2008-09-02 2011-09-20 Delaware Capital Formation, Inc. Asymmetric composite acoustic wave sensor
US8312759B2 (en) * 2009-02-17 2012-11-20 Mcalister Technologies, Llc Methods, devices, and systems for detecting properties of target samples
US8441361B2 (en) * 2010-02-13 2013-05-14 Mcallister Technologies, Llc Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems
US7936110B2 (en) 2009-03-14 2011-05-03 Delaware Capital Formation, Inc. Lateral excitation of pure shear modes
US8073640B2 (en) 2009-09-18 2011-12-06 Delaware Capital Formation Inc. Controlled compressional wave components of thickness shear mode multi-measurand sensors
US8633916B2 (en) 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
CN102906555B (zh) * 2010-02-13 2015-07-08 麦卡利斯特技术有限责任公司 用于检测目标样本属性的方法、设备和系统
US9971032B1 (en) 2010-10-15 2018-05-15 Adaptive Wireless Solutions, L.L.C. Acoustic sensor holder and apparatus using same
US8783099B2 (en) 2011-07-01 2014-07-22 Baker Hughes Incorporated Downhole sensors impregnated with hydrophobic material, tools including same, and related methods
US8979021B2 (en) * 2011-10-17 2015-03-17 Easton Corporation Hydraulic air bleed valve system
US8833695B2 (en) * 2011-10-17 2014-09-16 Eaton Corporation Aircraft hydraulic air bleed valve system
DE102012201055A1 (de) * 2012-01-25 2013-07-25 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum Erzeugen und/oder Detektieren von Ultraschallwellen und Verfahren zum Herstellen einer Anordnung zum Erzeugen und/oder Detektieren von Ultraschallwellen
US11378708B2 (en) 2017-12-22 2022-07-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole fluid density and viscosity sensor based on ultrasonic plate waves
RU193737U1 (ru) * 2019-09-02 2019-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "БУТИС" Высокотемпературный чувствительный элемент на поверхностных акустических волнах
CN110868188A (zh) * 2019-11-25 2020-03-06 武汉大学 一种基于环形电极的超高频谐振器结构
WO2023004109A1 (en) 2021-07-22 2023-01-26 Baker Hughes Oilfield Operations Llc High temperature high pressure acoustic sensor design and packaging

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4175243A (en) * 1977-11-17 1979-11-20 Corbett James P Temperature compensated oscillating crystal force transducer systems
JPS584484B2 (ja) * 1978-11-15 1983-01-26 クラリオン株式会社 表面弾性波トランスジュ−サ
US4265124A (en) * 1979-06-04 1981-05-05 Rockwell International Corporation Remote acoustic wave sensors
US4312228A (en) * 1979-07-30 1982-01-26 Henry Wohltjen Methods of detection with surface acoustic wave and apparati therefor
US4535631A (en) * 1982-09-29 1985-08-20 Schlumberger Technology Corporation Surface acoustic wave sensors
JPS60198445A (ja) * 1984-03-22 1985-10-07 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 湿度センサ−
US4769882A (en) * 1986-10-22 1988-09-13 The Singer Company Method for making piezoelectric sensing elements with gold-germanium bonding layers
JPS63246656A (ja) * 1987-04-01 1988-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探傷装置
GB9207880D0 (en) * 1992-04-10 1992-05-27 Ceney Stanley Load indicating fasteners
JP3344441B2 (ja) * 1994-03-25 2002-11-11 住友電気工業株式会社 表面弾性波素子
US5633616A (en) * 1994-10-07 1997-05-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin film saw filter including doped electrodes
JPH08125486A (ja) * 1994-10-28 1996-05-17 Kyocera Corp 圧電振動子
JP2842382B2 (ja) * 1996-06-11 1999-01-06 日本電気株式会社 積層型圧電トランスおよびその製造方法
US5834882A (en) * 1996-12-11 1998-11-10 Face International Corp. Multi-layer piezoelectric transformer
US5880552A (en) * 1997-05-27 1999-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Diamond or diamond like carbon coated chemical sensors and a method of making same
JPH11118637A (ja) * 1997-10-15 1999-04-30 Yoshihiro Funayama センサーボルト
WO2000028606A1 (en) * 1998-11-09 2000-05-18 Richard Patten Bishop Multi-layer piezoelectric electrical energy transfer device
US6378370B1 (en) * 2000-03-08 2002-04-30 Sensor Research & Development Corp. Temperature compensated surface-launched acoustic wave sensor
AUPR507601A0 (en) * 2001-05-21 2001-06-14 Microtechnology Centre Management Limited Surface acoustic wave sensor
JP2003069378A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Toyo Commun Equip Co Ltd Sawデバイス
US7098574B2 (en) * 2002-11-08 2006-08-29 Toyo Communication Equipment Co., Ltd. Piezoelectric resonator and method for manufacturing the same
US20040244466A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-09 Chi-Yen Shen Ammonia gas sensor and its manufacturing method
JP4370852B2 (ja) * 2003-08-08 2009-11-25 株式会社村田製作所 圧電共振部品
JP2005134327A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Kyocera Kinseki Corp 質量センサ
JP2006010521A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Yamato Scale Co Ltd 水晶振動子、それを用いた荷重センサ及びその荷重センサを有する電子はかり
US7514844B2 (en) * 2006-01-23 2009-04-07 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Acoustic data coupling system and method
US7666152B2 (en) 2006-02-06 2010-02-23 Moshe Ein-Gal Focusing electromagnetic acoustic wave source

Also Published As

Publication number Publication date
EP2011167A4 (en) 2012-07-04
US7825568B2 (en) 2010-11-02
WO2007123537A1 (en) 2007-11-01
EP2011167A1 (en) 2009-01-07
CH701162B1 (de) 2010-12-15
RU2382441C2 (ru) 2010-02-20
JP2009534651A (ja) 2009-09-24
CN101208814A (zh) 2008-06-25
US20090309453A1 (en) 2009-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007135333A (ru) Покрытие для суровых сред и датчики с таким покрытием
Di Pietrantonio et al. Guided lamb wave electroacoustic devices on micromachined AlN/Al plates
US7965019B2 (en) Device comprising a piezoacoustic resonator element and integrated heating element, method for producing the same and method for outputting a signal depending on a resonant frequency
Zhu et al. AlN piezoelectric on silicon MEMS resonator with boosted Q using planar patterned phononic crystals on anchors
US20060254356A1 (en) Wireless and passive acoustic wave liquid conductivity sensor
JP2005507497A5 (ru)
WO2011156037A4 (en) Methods and apparatus for ultra-sensitive temperature detection using resonant devices
US20080298427A1 (en) Device Comprising a Piezoelectric Resonator Element, Method for Producing the Same and Method for Outputting a Signal Depending on a Resonant Frequency
JPH11271207A (ja) センサ、特に媒質の粘度と密度を測定するためのセンサ
Yu et al. Ultra temperature-stable bulk-acoustic-wave resonators with SiO 2 compensation layer
WO2007073473A1 (en) Acoustic wave device used as rfid and as sensor
JP6550070B2 (ja) 動的及び静的な圧力並びに/或いは温度を測定するための圧電測定素子
JPS5924230A (ja) 検知素子
CN107525610B (zh) 基于厚度方向激励剪切波模式的fbar微压力传感器
JP2006047229A (ja) 表面弾性波デバイスセンサ
Hara et al. Experimental study of highly sensitive sensor using a surface acoustic wave resonator for wireless strain detection
Xue et al. LGS-based SAW sensor that can measure pressure up to 1000° C
Ferrari et al. Development and application of mass sensors based on flexural resonances in alumina beams
Chiu et al. High-performance film bulk acoustic wave pressure and temperature sensors
Borodina et al. Influence of the conductivity of a liquid contacting with a lateral electric field excited resonator based on PZT ceramics on its characteristics
CN108933579B (zh) 一种声表面波单端对谐振器
WO2011036732A1 (ja) 共振器および発振器
US20150128712A1 (en) Electromagnetic resonator pressure sensor
Maurya et al. Design analysis of wireless pressure measurement by integrating surface acoustic wave sensor with bourdon tube
Benetti et al. Pressure sensor based on surface acoustic wave resonators

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140421