[发明专利]一种声学流体传感器

权利要求书

1.一种声学流体传感器，其特征在于，包括：狭缝双板声学装置、超声波发射装置、超声波接收装置、计算处理装置和实验容器；

所述狭缝双板声学装置包括两个基板以及设置于所述两个基板的第一面的间隔相等距离的若干凸条，所述两个基板的第二面平行且间隔一狭缝空间；所述狭缝空间用于装盛待测流体或标准流体；所述第一面为所述第二面的背面；

所述实验容器用于装盛环境流体；

所述狭缝双板声学装置浸没于所述环境流体中，且设置于所述超声波发射装置和所述超声波接收装置之间；

所述超声波发射装置向所述环境流体中发射超声波，当超声波的频率为所述声学流体传感器的工作频率时，激励所述狭缝双板声学装置中的所述两个基板形成非泄露A₀模式Lamb波并在所述狭缝空间中共振耦合形成对称强局域模式；

所述超声波接收装置接收经过所述狭缝双板声学装置后的超声波；

所述计算处理装置分别计算所述狭缝空间中装盛待测流体和标准流体时接收到的超声波的频谱，并通过将所述狭缝空间中装盛待测流体时接收到的超声波的频谱中共振透射增强峰的频点和幅度，与所述狭缝空间中装盛标准流体时接收到的超声波的频谱中共振透射增强峰的频点和幅度分别进行比对，确定待测流体的参数。

2.根据权利要求1所述的声学流体传感器，其特征在于，所述两个基板的端面抵接所述实验容器的内壁。

3.根据权利要求2所述的声学流体传感器，其特征在于，所述实验容器的内壁上设置有用于固定所述狭缝双板声学装置的卡槽。

4.根据权利要求3所述的声学流体传感器，其特征在于，所述超声波发射装置具有一超声波发射探头，所述超声波接收装置具有一超声波接收探头；

所述超声波发射探头和超声波接收探头分别正对于所述两个基板的第一面，且浸没于所述环境流体中。

5.根据权利要求4所述的声学流体传感器，其特征在于，所述超声波发射探头和超声波接收探头分别装设于所述实验容器的相对的两个内壁上。

6.根据权利要求1所述的声学流体传感器，其特征在于，所述两个基板的第一面和第二面为矩形。

7.根据权利要求1所述的声学流体传感器，其特征在于，所述凸条的截面为三角形、矩形、菱形、或半圆形。

8.根据权利要求1所述的声学流体传感器，其特征在于，所述凸条为直线形或曲线形。

9.根据权利要求1所述的声学流体传感器，其特征在于，所述两个基板的密度、纵波声速、横波声速和厚度是按照如下过程确定的：

设定所述声学流体传感器的工作频率；

设定若干标准流体，并确定每种标准流体的密度和声速；

提供若干基板型号，每个基板型号包括一密度数据、一纵波声速数据、一横波声速数据和一厚度数据，计算按照每个基板型号制作的基板在每种标准流体中的A₀模式色散曲线，并根据计算出的A₀模式色散曲线，确定按照每个基板型号制作的基板在每种标准流体中产生非泄露A₀模式Lamb波的最大频率；

将按照每个基板型号制作的基板在每种标准流体中产生非泄露A₀模式Lamb波的最大频率，与所述声学流体传感器的工作频率的最大值进行比较，并根据比较结果确定符合标准的基板型号，其中，按照符合标准的基板型号制作的基板在所有标准流体中产生非泄露A₀模式Lamb波的最大频率均大于或等于所述声学流体传感器的工作频率的最大值；

分别将符合标准的基板型号所包括的密度数据、纵波声速数据、横波声速数据和厚度数据，确定为所述基板的密度、纵波声速、横波声速和厚度。