TWI510778B - 液體濃度檢測裝置 - Google Patents

Description

液體濃度檢測裝置

本揭露是有關於一種檢測裝置，且特別是有關於一種液體濃度檢測裝置。

隨著科技的發展與應用，在不同的領域都會需要使用到液體濃度檢測裝置。舉例來說，晶圓製程中蝕刻液的調配或者是環保領域中車輛的汙染物排放等等，都會需要使用到液體濃度檢測裝置。

以車輛廢氣排放為例說明，一般為了滿足重型柴油車的環保排放標準，國際上的重型柴油車已逐漸趨向採用選擇性還原觸媒(Selective Catalytic Reduction，SCR)技術來減少廢氣中的氮氧化物(NOx)排放量。詳細而言，SCR系統包括汽車尿素和選擇性催化還原器，其中車用尿素由尿素缸進入燃燒過的廢氣，將被已熾熱的廢氣轉化成氨(Ammonia，NH₃ )，而氨與催化轉換器內的NOx產生化學還原作用，使NOx轉換成不影響自然環境的氮(Nitrogen)和水。因此可知，SCR系統需要消耗反應劑(即車 用尿素)才能正常工作。車用尿素溶液是濃度約32.5%的尿素水溶液，其中對於尿素水溶液的濃度有嚴格的限制，否則不僅可能使車輛的NOx排放超標，還有可能損害車輛中的SCR系統。

本揭露提供一種適於對液體進行濃度檢測且可以獲得準確的量測結果的液體濃度檢測裝置。

本揭露的一種液體濃度檢測裝置，適於對液體進行濃度檢測。液體濃度檢測裝置包括第一基板、第一溫度感測元件以及濃度感測器，其中第一基板具有相對的第一表面以及第二表面，而第一溫度感測元件設置於第一表面上，第一溫度感測元件係感測液體濃度檢測裝置外的液體的溫度。濃度感測器設置於第二表面上，包括第二基板、孔洞元件、加熱元件及第二溫度感測元件。第二基板設置於第二表面上，具有相對的第三表面以及第四表面，其中第三表面朝向第二表面。孔洞元件位於第四表面的上方，係提供部分液體進入濃度感測器。加熱元件係對進入至濃度感測器之部分液體加熱。第二溫度感測元件係感測進入至濃度感測器之部分液體的溫度變化量。其中，根據量測到的溫度與溫度變化量進行比對而獲得受測的液體的濃度。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述加熱元件設置於所述第一基板的所述第二表面以及所述第二基板的所述第三表面之間，且所述第二溫度感測元件位於所述第二基板的所 述第四表面上，而所述孔洞元件位於所述第二溫度感測元件上。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述第二溫度感測元件設置於所述第一基板的所述第二表面以及所述第二基板的所述第三表面之間，且所述加熱元件位於所述第二基板的所述第四表面上，而所述孔洞元件位於所述加熱元件上。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述第二溫度感測元件及所述加熱元件皆位於所述第二基板的所述第四表面上，且所述第二溫度感測元件及所述加熱元件皆設置於所述第二基板與所述孔洞元件之間。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，更包括一第一封接層，設置於所述濃度感測器與所述第一基板之間。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，更包括一第一封接層，設置於所述加熱元件與所述第二溫度感測元件之間。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，更包括一第二封接層，設置於所述第二溫度感測元件與所述孔洞元件之間。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，更包括一第三封接層，設置於所述第一溫度感測元件相對遠離所述第一基板的所述第一表面的一表面上。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的孔洞元件為單一層結構。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的孔洞元件呈蓋體狀，且罩覆第二溫度感測元件。此外，在液體濃度檢 測裝置的高度方向上，孔洞元件與第二溫度感測元件之間可具有間距。另外，呈蓋體狀的孔洞元件具有對向設置的一對開口，供液體從開口進出。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的孔洞元件的吸水率大於15%。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的孔洞元件的材質為陶瓷。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的第一基板及所述第二基板的至少其中之一為陶瓷基板。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的第一基板及所述第二基板的熱傳導係數大於20W/M*K。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，上述的第一溫度感測元件及第二溫度感測元件為電阻溫度檢測器、熱敏電阻或其組合。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，液體濃度檢測裝置更包括多個第一電性接點，設置於所述第二基板的所述第三表面與所述第四表面至少其中之一上，且所述加熱元件及所述第二溫度感測元件係分別電性連接至不同的所述第一電性接點。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，液體濃度檢測裝置更包括第二電性接點，設置於所述第一基板的所述第一表面與所述第二表面至少其中之一上，且所述第一溫度感測元件係電性連接所述第二電性接點。

在本揭露液體濃度檢測裝置的一實施例中，更包括設置於第一基板與加熱元件之間的隔熱層。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、300、400‧‧‧液體濃度檢測裝置

110‧‧‧第一基板

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第三表面

118‧‧‧第四表面

120‧‧‧第一溫度感測元件

130‧‧‧濃度感測器

132‧‧‧加熱元件

134‧‧‧第二溫度感測元件

135、135’、135”‧‧‧封接層

136、336、436‧‧‧孔洞元件

138、238‧‧‧第二基板

140‧‧‧第一電性接點

140’‧‧‧第二電性接點

150‧‧‧隔熱層

V_Input ‧‧‧輸入電壓

Vdelta‧‧‧電壓差值

V_T ‧‧‧電壓

G‧‧‧間距

S‧‧‧腔室

H‧‧‧開口

圖1為第一實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。

圖2為輸入電壓與時間的關係圖。

圖3為訊號處理過程的示意圖。

圖4為在不同溫度下，濃度感測裝置對不同濃度標準液體的輸出訊號的關係圖。

圖5為第一溫度感測元件的輸出訊號與溫度的關係圖。

圖6為本揭露第一實施例的液體濃度檢測裝置的另一實施態樣示意圖。

圖7為本揭露第二實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。

圖8為本揭露第三實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。

圖9為本揭露第四實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。

下面將參照所附圖式以更全面地敍述各實施例。各實施例可表現為許多不同的形態，而不應理解為侷限於本文所列舉的 實施例。確切地講，提供這些實施例是為了使揭露的內容更透徹更完整，且將各實施例之概念全面傳達給所屬技術領域中具有通常知識者。在這些圖式中，為清楚起見，各層或各區域的厚度被放大。

在下文中，當提到一元件“連接”或“耦接”到另一元件時，此元件可直接連接或耦接到另一元件，也可能存在著介入元件。相反，當提到一元件“直接連接”或“直接耦接”到另一元件時，則不存在介入元件。其他用來表述各元件或各層之間關係的詞語應按相同方式來理解(例如，“介於……之間”相對於“直接介於……之間”、“與……相鄰”相對於“與……直接相鄰”、“位於……上”相對於“直接位於……上”)。

附帶說明的是，本文中所使用的術語如“第一”、“第二”等來敍述各元件、構件、區域、層及/或區段，但這些術語並非對這些元件、構件、區域、層及/或區段的限定。這些術語只是用來區分一個元件、構件、區域、層或區段與另一元件、構件、區域、層或區段。因此，在不脫離各實施例之教示的前提下，下文所提及的第一元件、構件、區域、層或區段也可稱為第二元件、構件、區域、層或區段。

為了便於敍述，本文會使用與空間有關的術語(如“在……下方”、“在……下面”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等等)來敍述如圖所示的一個元件或結構特徵相對於其他元件或結構特徵的關係。對於正在使用或正在操作的 裝置或設備而言，與空間有關的術語除了包含如圖所示的方位外，也包含不同的方位。舉例而言，若將圖式中的裝置或設備翻轉，則原本位於其他元件或結構特徵“下面”或“下方”的元件將變成位於其他元件或結構特徵的“上方”。因此，作為示範的術語“下方”可包含上方和下方這兩種方位，取決於基準點。設備也可採用其他方式定位(旋轉90度或其他方位)，且按相同方式來理解本文所用的與空間有關的解說詞。

本文所用的術語只是為了敍述具體實施例，而非意圖限制實施例。如本文所用的單數形式“一”、“一種”及“所述”也應包括複數形式，除非文中另行明確指出。更容易理解的是，若本文使用術語“包括”及/或“包含”，則表明存在著指定的結構特徵、整體、步驟、操作、元件及/或構件，但並不排除存在或增加一個或一個以上的其他結構特徵、整體、步驟、操作、元件、構件及/或其群組。

本文是參照各圖式來敍述本揭露的各實施例，這些圖面是各實施例的理想化實施方案(及中間結構)的示意圖。如此一來，由(例如)製造技術及/或公差而引起的圖式形狀的變動應在預料當中。因此，本揭露的各實施例不應理解為侷限於本文所述的各區域的具體形狀，而是應當包括因(例如)製造而引起的形狀偏差。因此，如圖所示的各區域本質上是示意圖，其形狀並非意圖繪示設備的區域的實際形狀，也並非意圖限制各實施例的範圍。

除非另行規定，否則本文所用的全部術語(包括技術及科學術語)的含義都與本揭露之實施例所屬之技術領域中具有通常知識者普遍理解的含義相同。更容易理解的是，如通用字典中定義的那些術語應當理解為其含義與先前技術中這些術語的含義相同，而不應理解得理想化或過於正式，除非本文有此明確規定。

本揭露提出的液體濃度檢測裝置，適於對液體進行濃度檢測，包括第一基板、第一溫度感測元件及濃度感測器。第一基板具有相對的第一表面以及第二表面。第一溫度感測元件設置於第一表面上，第一溫度感測元件係感測液體濃度檢測裝置外的液體的溫度。濃度感測器設置於第二表面上，包括第二基板、孔洞元件、加熱元件及第二溫度感測元件。第二基板設置於第二表面上，具有相對的第三表面以及第四表面，其中第三表面朝向第二表面。孔洞元件位於第四表面的上方，係提供部分液體進入濃度感測器。加熱元件係對進入至濃度感測器之部分液體加熱。第二溫度感測元件係感測進入至濃度感測器之部分液體的溫度變化量。其中，根據量測到的溫度與溫度變化量進行比對而獲得受測的液體的濃度。

本揭露旨在闡述一種用來對液體進行濃度檢測的液體濃度檢測裝置，此液體濃度檢測裝置可以應用在SCR系統中，以檢測車用尿素溶液的濃度。更進一步來說，液體濃度檢測單元中設置了孔洞元件，而此孔洞單元提供了一種表面粗糙度的效應，因此可以減少氣泡附著的可能性，進而減低訊號的干擾，讓液體濃 度檢測單元可以獲得準確的量測結果。以下將針對本揭露的液體濃度檢測裝置提出多個實施例進行說明。

[第一實施例]

圖1為第一實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。請參考圖1，液體濃度檢測裝置100包括第一基板110、第一溫度感測元件120以及濃度感測器130，其中第一基板110具有相對的第一表面112以及第二表面114，而第一溫度感測元件120設置於第一表面112上。濃度感測器130設置於第一基板110的第二表面114上，其與第一溫度感測元件120彼此電性獨立，但是共同電性連接至同一個訊號處理中心(未繪示)，以將其個別獲得的感測結果回傳至訊號處理中心進行處理。濃度感測器130包括加熱元件132、第二溫度感測元件134、孔洞元件136以及第二基板138。加熱元件132設置在第二表面114上，而第二基板138設置於加熱元件132的上方，其中第二基板138具有第三表面116以及第四表面118，而加熱元件132即是設置於第一基板110的第二表面114以及第二基板138的第三表面116之間。第二溫度感測元件134位於第二基板138的第四表面118上，而孔洞元件136位於第二溫度感測元件134上。

為了防止加熱元件132加熱時，熱會透過第一基板110傳導至第一溫度感測元件120而影響量測結果，因此可以在第一基板110與加熱元件132之間設置隔熱層150。在本實施例中，隔 熱層150係設置在第一基板110的第二表面114上。此隔熱層150可以是將隔熱膠塗布在基板上後形成，亦可以是先利用隔熱材料形成片狀的層體後放置在第一基板110的第二表面114上，但隔熱層150的形成方式並不以此處的說明為限。隔熱層150可以選用具有隔熱性質的各種材料來形成。

液體濃度檢測裝置100中可更依照實際需求而設置封接層，以增強液體濃度檢測裝置100的整體結構強度，於本實施例中為三層封接層，分別為第一封接層135、第二封接層135’、第三封接層135”。詳細來說，第一封接層135位於加熱元件132以及隔熱層150之間，而第二封接層135’設置於第二溫度感測元件134與孔洞元件136之間，且第三封接層135”設置於第一溫度感測元件120相對遠離第一基板110的第一表面112的表面上。

附帶一提的是，封接層135、135’、135”依照其設置位置除了提供使上下兩個互相堆疊的元件彼此的電性絕緣的功效，例如第一封接層135設置於濃度感測器130與第一基板110之間，使濃度感測器130與第一基板110彼此之間電性絕緣，還可以提供保護元件表面的功效。例如設置在第一溫度感測元件表面的第三封接層135”以及設置在第二溫度感測元件134以及孔洞元件136之間的第二封接層135’。第二封接層135’更可以對第二溫度感測元件134提供防水保護、絕緣的功能，以避免孔洞元件136在吸水後污染第二溫度感測元件134。

須說明的是，該領域人員更可以在液體濃度檢測裝置100 的整體強度足夠且互相堆疊的元件彼此間可藉由線路設計而防止元件間彼此電性連接的情況下，而依照需求選擇性地省略第一封接層135的設置。舉例來說，例如使互相堆疊的兩個元件的其中之一的線路集中在左側，而另一個元件的線路集中在右側，如此當兩個元件彼此堆疊時，便能夠藉由線路的集中設計而達到兩個元件彼此電性絕緣的目的。此外，封接層135、135’、135”的材質可為玻璃材料，但不限於此，本領域技術人員可以依照液體濃度檢測裝置100的實際需求而選用其他材質。

在圖1的實施例中，孔洞元件136是由陶瓷材料製作為覆蓋在第二封接層135’上的單一層的結構，且孔洞元件136具有貫穿表面的多個孔(未繪示)，其中這些孔可以是彼此不互相連通而貫穿孔洞元件上、下兩個表面的貫穿孔或是以彼此交錯連通以類似海綿的孔的方式呈現，且此孔洞元件136的吸水率大於15%。此處孔洞元件136的吸水率是由孔洞元件136於水中煮沸吸水後之濕重減去孔洞元件136烘乾後的乾重之後，再除以孔洞元件136烘乾後的乾重後而獲得。

承上述，第一基板110與第二基板138係可為陶瓷基板，其具有高導熱的特性。這裡所指的具有高導熱的特性，是指第一基板110與第二基板138的熱傳導係數大於20W/M*K。舉例來說，包含氧化鋁的高導熱陶瓷基板的熱傳導係數的範圍約為20~40W/M*K，而包含氮化鋁的高導熱陶瓷基板可具有更高的熱傳導係數，約為220W/M*K。此外，本實施例中的第一溫度感測元 件120及第二溫度感測元件134可以是電阻溫度檢測器、熱敏電阻或是電阻溫度檢測器與熱敏電阻的組合，可依照實際的需求來選用。此處的熱敏電阻是由金屬氧化物製成的半導體，其可以是負溫度係數(Negative Temperature Coefficient，NTC)的熱敏電阻，也可以是正溫度係數(Positive Temperature Coefficient，PTC)的熱敏電阻。而電阻溫度檢測器可以是由白金、銅或鎳等金屬來製作，但並不以所列舉者為限。

請繼續參考圖1，液體濃度檢測裝置100更包括多個第一電性接點140，設置於第二基板138的第三表面116與第四表面118的至少其中之一上(圖1中繪示為分別設置在第三表面116與第四表面118上)，且加熱元件132及第二溫度感測元件134係分別電性連接至不同的第一電性接點140。詳細來說，在本實施例中，加熱元件132所連接的第一電性接點140(一對電極)位於第二基板138之第三表面116的左邊，第二溫度感測元件134連接的第一電性接點140(另一對電極)位於第二基板138之第四表面116的右邊，即在加熱元件132所連接的第一電性接點140的180度方向處，成為錯開180度的兩對電極。也就是說，加熱元件132及第二溫度感測元件134之間相互並未電性導通。在其他實施例中，多個第一電性接點140可分別設置於第二基板138同一側或不同側的第三表面116與第四表面118上，只要第一電性接點140間彼此不導通即可，並不以所列舉者為限。此外，液體濃度檢測裝置100更包括第二電性接點140’，設置於第一基板110的第一 表面112與第二表面114的至少其中之一上(圖1中第二電性接點140’設置於第一表面112上)，且第一溫度感測元件120係電性連接第二電性接點140’。此處元件與電性接點140、140’可以是經由打線、印刷焊點直接堆疊或是其他恰當地的方式進行電性連接。透過電性接點140、140’，濃度感測器130與第一溫度感測單元120係可分別電性連接至訊號處理中心。

以下將針對使用此液體濃度檢測裝置100進行檢測來說明。

圖2為輸入電壓與時間的關係圖，圖3為訊號處理過程的示意圖。請同時參考圖1、圖2、圖3，在將此液體濃度檢測裝置100置入液體中後，部分的液體會滲入孔洞元件136之中。接著，在一預定的時間t內提供選定的一預設脈衝電壓作為輸入電壓V_Input 給液體濃度檢測裝置100以對液體進行濃度檢測。因此，在將液體濃度檢測裝置100放入液體中且對其施加輸入電壓V_Input 時，於提供電壓的時間區間Von時，液體濃度檢測裝置100中濃度感測器130的加熱元件132會對流入孔洞元件136中的液體加熱，且在此同時會使感測孔洞元件136之外的大部分液體的溫度的第一溫度感測元件120產生響應(REF RTD INPUT)，經由激勵電路產生一訊號，及使感測孔洞元件136中的液體的溫度的第二溫感元件130產生另一響應(SENSOR RTD INPUT)並產生訊號，兩種訊號經由訊號處理中心將訊號相減和放大，可獲得電壓差值Vdelta；而在停止提供電壓的時間區間Voff時，加熱元件132停 止加熱。

圖4為在不同溫度下，濃度感測裝置對不同濃度標準液體的輸出訊號的關係圖，其中縱軸是電壓差值Vdelta(單位：伏特(V))，而橫軸是液體濃度Conc(單位：重量百分比%)。由圖4可以看出在不同溫度下(例如25度及55度)，電壓差值與液體濃度的關係。圖5為第一溫度感測元件的輸出訊號與溫度的關係圖，其中電壓V_T 係為第一溫度感測元件的輸出訊號，第一溫度感測元件120所測得的液體溫度會與電壓V_T 趨勢相同且呈線性關係。在相同的預定時間t內提供選定的輸入電壓V_Input (預設脈衝電壓)對孔洞元件136中的液體加熱，藉由比熱原理(即在相同熱量的輸入下，因為液體的濃度不同而會有不同的溫升值)，訊號處理中心將液體濃度感測裝置100所接觸的溶液濃度轉換成溫度變化量，然後再經由溫感電阻以及匹配電路轉換成輸出的電壓差值，同時搭配圖4及圖5的校正曲線以及數據資料進行運算，進而得到確切的液體的濃度。附帶一提，孔洞元件136可以同樣選用高導熱的陶瓷材料製作而成，因此可以提供良好的熱傳遞路徑並且達到加熱孔洞元件136中的液體的效果。

附帶一提的是，在使用上述的液體濃度檢測裝置100對液體進行濃度檢測時，由於孔洞元件136具有多個貫穿表面的孔，可使液體藉由擴散作用進入液體濃度檢測裝置100中進行檢測，因此可以避免氣泡進入孔中，且孔洞元件136因為具有孔，能夠提供表面粗糙度的效果，進而減少氣泡附著的狀況，所以能夠減 少因為氣泡所產生的干擾訊號。

附帶一提，孔洞元件136更可以藉由調整其吸水率以達到控制進行熱交換的液體量以增大量測訊號，或者孔洞元件136也可以藉由調整其厚度而達到控制熱交換速率以提升液體濃度檢測裝置100的整體量測靈敏度。

上述的液體濃度檢測裝置100，不僅具有能夠獲得準確的量測結果的功效，還因為架構簡單且液體濃度檢測裝置100中除了第一基板110以及第二基板138以外的各個層可以是使用印刷製程製作出來，可以達到導熱快速又均勻的功效，同時實現液體濃度檢測裝置100微小化，以及相比於其他需要使用微機電薄膜製程製作的液體濃度檢測裝置100，本實施例的液體濃度檢測裝置100的製作成本可以有效降低。

在另一實施態樣中，加熱元件132與第二溫度感測元件134的位置亦可互相調換，即第二溫度感測元件134設置於第一基板110的第二表面114以及第二基板138的第三表面116之間。詳細來說，第二溫度感測元件134設置在第二基板138的第三表面116上，且第二溫度感測元件134位於第一封接層135及第二基板138之間。加熱元件132位於第二基板138的第四表面118上，而孔洞元件136位於加熱元件132上，如圖6示。

[第二實施例]

圖7為本揭露第二實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。本實施例的液體濃度檢測裝置200的設置架構大致與前述第 一實施例的液體濃度檢測裝置100的設置架構相同，因此沿用前述第一實施例的元件符號。本實施例與前述第一實施例的不同之處在於：第二溫度感測元件134及加熱元件132皆位於第二基板238的第四表面118上，且第二溫度感測元件134及加熱元件132皆設置於第二基板238與孔洞元件136之間。詳細來說，第二基板238位於加熱元件132與隔熱層150之間，第一封接層135設置於加熱元件132與第二溫度感測元件134之間。多個第一電性接點140可以依照實際需求設置在第二基板238相同或不同表面上，且加熱元件132及第二溫度感測元件134個別與其相對應的第一電性接點140電性連接，其中加熱元件132及第二溫度感測元件134個別與其相對應的第一電性接點140電性連接的方式已於第一實施例中詳細說明，因此此處不再重複。

與前述第一實施例的加熱元件132以及第二溫度感測元件134位於第二基板138的相異兩側相比，本實施例中的加熱元件132以及第二溫度感測元件134位於第二基板238的同一側(即第四表面118上)，以符合不同結構需求的實施態樣的變化。在第一實施例中，第二基板138設置在加熱元件132與第二溫度感測元件134之間，可以達到使加熱元件132以及第二溫度感測元件134之間彼此絕緣，且由於第二基板138是良好的導熱體，例如是具有高導熱特性的陶瓷製作而成，所以可以將熱由加熱元件132經過第二溫度感測元件134傳至孔洞元件136中加熱液體，其中第二溫度感測元件134所感測到的溫度為加熱元件132產生的熱 以及被加熱液體的溫度。而在本實施例中，由於加熱元件132與第二溫度感測元件134是設置在第二基板238的同一側(即第四表面118上)，且第一封接層135的厚度可設計成小於第二基板238的厚度，因此加熱元件132經由第一封接層135至第二溫度感測元件134的熱傳遞路徑較第一實施例中的圖1，加熱元件132經由第二基板138至第二溫度感測元件134的熱傳遞路徑為短，因此亦能達到良好的液體加熱效果。

[第三實施例]

圖8為本揭露第三實施例的液體濃度檢測裝置的示意圖。本實施例的液體濃度檢測裝置300的設置架構大致與前述第一或第二實施例的液體濃度檢測裝置100、200的設置架構相同，因此沿用前述第一或第二實施例的元件符號。本實施例與前述實施例的不同之處在於：本實施例的孔洞元件336呈蓋體狀，且罩覆第二溫度感測元件134及第二封接層135’，其中在液體濃度檢測裝置300的高度方向上，孔洞元件336與第二封接層135’(或第二溫度感測元件134)之間具有間距G。亦即孔洞元件336與封接層135’(或第二溫度感測元件134)之間形成一腔室S。

經由蓋體狀的孔洞元件336，可以讓待測的液體容納在孔洞元件336與第二封接層135’之間的腔室S中，如此可以減低孔洞元件336之外的液體的擾動所造成的影響。

[第四實施例]

圖9為本揭露第四實施例的液體濃度檢測裝置的示意 圖。本實施例的液體濃度檢測裝置400的設置架構大致與前述第三實施例的液體濃度檢測裝置300的設置架構相同，因此沿用前述第三實施例的元件符號。本實施例與前述第三實施例的不同之處在於：呈蓋體狀的孔洞元件436具有對向設置的一對開口H，且液體可從開口H進出。這對開口H可位在相同或是不同的高度上，而圖8僅繪示出開口H是位在相同的高度上。

開口H的設置可以讓液體除了經由蓋體狀的孔洞元件436的貫穿孔因擴散作用進行液體交換之外，也可以透過開口H進出，使液體的流動更加快速，因此在所提供的電壓停止的區間Voff時，流動的液體可以將在第二溫度感測元件134上多餘的積熱帶走。

上述實施例的孔洞元件136、336、436可以與前述實施例中第二基板、加熱元件以及第二溫度感測元件共同組合變化。更詳細地說，即是第三實施例中的孔洞元件336也可以應用於第二實施例的第二基板238、加熱元件132以及第二溫度感測元件134的堆疊架構中。本領域人員可以依照實際需求而選用及變化。

綜上所述，本揭露的液體濃度檢測裝置至少具有下列優點：

一、可以印刷的方式在基板上形成元件，能夠有效控制成本。

二、構造簡單，不僅有利於整體的體積微小化，還可達到快速及均勻導熱的效果，有助於獲得準確的量測結果。

三、孔洞元件可以避免氣泡進入，且同時因為具有表面粗糙 度，而能夠降低氣泡附著的機率，進而減少因為氣泡所產生的干擾訊號。

四、更可以藉由調整孔洞元件的吸水率或是蓋體狀孔洞元件的腔體大小以達到控制進行熱交換的液體量以增大量測訊號，或者也可以藉由調整孔洞元件的厚度或是蓋體狀孔洞元件的開口大小而達到控制熱交換速率以提升液體濃度檢測裝置的整體量測靈敏度。

五、液體濃度檢測裝置具有多種實施態樣，因此可以依照不同的需求選用，進而獲得貼合需求的準確檢測結果。

雖然已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧液體濃度檢測裝置

110‧‧‧第一基板

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧第三表面

118‧‧‧第四表面

120‧‧‧第一溫度感測元件

130‧‧‧濃度感測器

132‧‧‧加熱元件

134‧‧‧第二溫度感測元件

135、135’、135”‧‧‧封接層

136‧‧‧孔洞元件

138‧‧‧第二基板

140‧‧‧第一電性接點

140‧‧‧第二電性接點

150‧‧‧隔熱層

Claims (20)

1. 一種液體濃度檢測裝置，適於對一液體進行濃度檢測，包括：一第一基板，具有相對的一第一表面以及一第二表面；一第一溫度感測元件，設置於所述第一表面上，所述第一溫度感測元件係感測所述液體濃度檢測裝置外的所述液體的一溫度；一濃度感測器，設置於所述第二表面上，包括：一第二基板，設置於所述第二表面上，具有相對的第三表面以及第四表面，其中所述第三表面朝向所述第二表面；一孔洞元件，位於所述第四表面的上方，係提供部分所述液體進入所述濃度感測器；一加熱元件，係對進入至所述濃度感測器之部分所述液體加熱；以及一第二溫度感測元件，係感測進入至所述濃度感測器之部分所述液體的一溫度變化量；根據量測到的所述溫度與所述溫度變化量進行比對而獲得受測的所述液體的濃度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述加熱元件設置於所述第一基板的所述第二表面以及所述第二基板的所述第三表面之間，且所述第二溫度感測元件位於所述第二基板的所述第四表面上，而所述孔洞元件位於所述第二溫度感測 元件上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述第二溫度感測元件設置於所述第一基板的所述第二表面以及所述第二基板的所述第三表面之間，且所述加熱元件位於所述第二基板的所述第四表面上，而所述孔洞元件位於所述加熱元件上。
4. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述第二溫度感測元件及所述加熱元件皆位於所述第二基板的所述第四表面上，且所述第二溫度感測元件及所述加熱元件皆設置於所述第二基板與所述孔洞元件之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括一第一封接層，設置於所述濃度感測器與所述第一基板之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括一第一封接層，設置於所述加熱元件與所述第二溫度感測元件之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括一第二封接層，設置於所述第二溫度感測元件與所述孔洞元件之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括一第三封接層，設置於所述第一溫度感測元件相對遠離所述第一基板的所述第一表面的一表面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述孔洞元件為單一層結構。
10. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述孔洞元件呈蓋體狀，罩覆所述第二溫度感測元件。
11. 如申請專利範圍第10項所述的液體濃度檢測裝置，其中在所述液體濃度檢測裝置的高度方向上，所述孔洞元件與所述第二溫度感測元件之間有一間距。
12. 如申請專利範圍第11項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述孔洞元件具有對向設置的一對開口，且所述液體適於從所述開口進出。
13. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述孔洞元件的吸水率大於15%。
14. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述孔洞元件的材質為陶瓷。
15. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述第一基板及所述第二基板的至少其中之一為陶瓷基板。
16. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述第一基板及所述第二基板的熱傳導係數大於20W/M*K。
17. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，其中所述第一溫度感測元件及所述第二溫度感測元件為電阻溫度檢測器、熱敏電阻或其組合。
18. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括多個第一電性接點，設置於所述第二基板的所述第三表面與所述第四表面至少其中之一上，且所述加熱元件及所述第二溫度感 測元件係分別電性連接至不同的所述第一電性接點。
19. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括一第二電性接點，設置於所述第一基板的所述第一表面與所述第二表面至少其中之一上，且所述第一溫度感測元件係電性連接所述第二電性接點。
20. 如申請專利範圍第1項所述的液體濃度檢測裝置，更包括隔熱層，設置於所述第一基板與所述加熱元件之間。