[发明专利]用于借助压电换能器移动液体的装置和方法有效
申请号: | 200680041868.X | 申请日: | 2006-09-07 |
公开(公告)号: | CN101305277A | 公开(公告)日: | 2008-11-12 |
发明(设计)人: | 莱因哈德·盖布尔;马赛厄斯·林克;马蒂亚斯·施赖特;简·韦伯 | 申请(专利权)人: | 西门子公司 |
主分类号: | G01N29/02 | 分类号: | G01N29/02;B01F11/02;F04B19/00 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 | 代理人: | 谢强 |
地址: | 德国*** | 国省代码: | 德国;DE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 借助 压电 换能器 移动 液体 装置 方法 | ||
1.一种具有用于移动液体的装置的设备,其特征在于,所述装置包括至少 一个具有至少一个压电层(110)和两个设置在该压电层(110)上的电极(111, 112)的压电声谐振元件(11),其中所述压电声谐振元件(11)这样实现,通 过借助电极(111,112)在压电层(110)上施加压力以谐振频率激励该压电层 (110)的容积振荡,该容积振荡在液体中传递以移动液体,
其中,所述用于移动液体的装置这样构造,使所述压电声谐振元件(11) 的被激励的容积振荡为纵向振荡,
并且其中,所述用于移动液体的装置被用作用来检测物质的装置,其中所 述压电声谐振元件(11)这样实现,即通过借助电极(111,112)在压电层(110) 上施加压力可以谐振频率来激励压电层(110)的剪切模式容积振荡,并具有一 个为待检测物质的积聚而设置的表面段,其中压电声谐振元件(11)的谐振频 率根据积聚的待检测物质的质量而改变,并且
至少第一和第二压电声谐振元件(11)以叠式构造方式互相重叠地设置。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述装置被构造成具有频率 范围为0.5至4GHz的谐振频率的用于充分混合液体的混合装置。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述装置具有多个压电声谐 振元件(11)。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,所述装置构成为,逆相控制 所述多个压电声谐振元件(11)。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述压电声谐振元件(11) 的厚度为λ/2。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述至少一个压 电声谐振元件(11)设置在膜(24)上。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,所述装置构造为微型泵,其 中所述膜(24)通过所述压电声谐振元件(11)的控制而经历弯曲偏转。
8.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,所述装置构造为具有至少两 个逆相控制的压电声谐振元件(11)的多膜反接触泵。
9.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,所述构造成微型泵的装置实 施为多膜泵,具有至少两个在通道(62)中在流向上相继设置的压电声谐振元 件(11),其中在该两个压电声谐振元件(11)之间设置有逆流障。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其特征在于,该设备包括 至少一个附加的压电声谐振元件(11),其这样构造,使得被激励的压电声谐振 元件(11)的压电层(110)的容积振荡是纵向容积振荡。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其特征在于,该设备构造 为模块(31),其中所述用于移动液体的装置设置在高频衬底上。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其特征在于,该设备包括 至少一个这样构造的压电声谐振元件(11),通过控制该压电声谐振元件(11) 的电极(111,112)可以激励该压电声谐振元件(11)的压电层的纵向模式的 容积振荡和剪切模式的容积振荡。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,其特征在于,所述压电声 谐振元件(11)具有由AlN、PZT或ZnO组成的压电层(110),其六角结构的 晶体c轴相对层平面具有合适的倾斜,使得可以激励压电声谐振元件(11)的 压电层的纵向模式的容积振荡和剪切模式的容积振荡。
14.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,上面的谐振元件(11)构 造为所述用于检测物质的装置的传感器元件,并具有λ/2的厚度。
15.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该设备具有根据权利要求 13或14所述的压电声谐振元件(11),其作为所述用来检测物质的装置的传感 器元件和所述用来移动液体的装置的执行器元件起作用。
16.一种用于移动液体的方法,具有以下步骤:将液体与根据上述权利要 求中任一项所述的设备的压电声谐振元件(11)这样接触,使压电声谐振元件 (11)的容积振荡在液体中传递;以及以压电声谐振元件(11)的谐振频率激 励容积振荡以移动液体,并且将至少第一和第二压电声谐振元件(11)以叠式 构造方式互相重叠地设置。
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