[发明专利]声波共振压力与温度传感器

说明书

一种传感器(2)被提供，其具有用于容纳流体(例如空气)的声波谐振器(18)和换能器(22，24)，换能器(22，24)被布置为响应于由电子单元(4)提供给换能器(22，24)的激励信号而将声波信号发射至声波谐振器(18)。电子单元(4)从至少一个换能器(22，24)接收响应信号，且处理激励信号和响应信号以得出声波谐振器的声波信号响应。流体的温度和/或压力可以从声波信号响应得出。更具体地，电子单元(4)能够通过获得声波谐振器(18)中的声波信号的谐振频率得出在声波谐振器(18)中的流体的温度，或者能够从基频及其谐频附近的声波信号响应得出气压。

技术领域

本发明涉及一种用于测量气压或更一般地流体压力和/或温度的传感器。

背景技术

通过检测气体中的声波信号的传播时间来测量气体温度的温度计是已知的。这种温度计能够快速且准确地响应气体中的温度变化，因为它们的传感元件包括气体本身。此外，这种温度计测量在声波信息的路径中的气体体积的平均温度，不同于在更局部的区域或体积中测量温度的其他温度计类型。

本发明力图提供一种用于测量空气和其他流体的气压和/或温度的新型传感器。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种传感器，包括一谐振器单元，所述谐振单元包括一容纳流体的声波谐振器，所述声波谐振器可实施为促成驻波声波，所述谐振器单元可实施为将电激励信号转换为在所述声波谐振器中的声波信号以建立所述驻波声波，且可实施为将在所述声波谐振器中的所述声波信号转换为一电响应信号，以及一耦合至所述谐振器单元的电子单元，所述电子单元可实施为将所述电激励信号提供给所述谐振器单元，且从所述谐振器单元处接收所述电响应信号，处理所述电激励信号和所述电响应信号以确定声波信号响应，且根据所述声波信号响应得出在所述声波谐振器中的所述流体的所述压力和所述温度的一个或多个。

根据本发明的第二方面，提供了一种测量流体的温度和/或压力的方法，包括将一电激励信号应用于至少一个换能器，所述换能器可实施为将所述电激励信号转换为在一声波谐振器中的一声波信号以在所述声波谐振器中建立驻波声波，所述声波谐振器容纳流体，从至少一换能器接收一电响应信号，所述换能器可实施为将在所述声波谐振器中的所述声波信号转换为一电响应信号，处理所述电激励信号和所述电响应信号以确定一声波信号响应，以及根据所述声波信号响应确定在所述声波谐振器中的所述流体的所述压力和所述温度中的一个或多个。

根据本发明的第三方面，提供了一种传感器，包括一谐振器单元，所述谐振器单元包括一容纳流体的声波谐振器，所述声波谐振器可实施为促成驻波声波，所述谐振器单元可实施为将电激励信号转换为在所述声波谐振器中的声波信号以建立所述驻波声波，且可实施为将在所述声波谐振器中的所述声波信号转换为电响应信号，以及一耦合至所述谐振器单元的电子单元，所述电子单元将所述电激励信号提供给所述谐振器单元，且从所述谐振器单元接收所述电响应信号，所述电子单元包括处理器和存储器，所述存储器包括指令，所述指令由所述处理器执行以执行所要求的方法。

本发明的实施例提供了一种传感器，其可以以紧凑、坚固、有成本效益且易于使用的形式制造，适用于广泛的应用。

本发明的实施例可具有以下特性中的一个或多个：可在非常高和非常低的温度下工作；快速、敏感且准确；几乎不需要定期维护；耗散最小功率；对被测流体造成可忽略的干扰；并在极端环境条件下工作。

本发明的实施例可以集成在欧洲专利公开EP0801311B1中描述的声波共振流体流量计中，其复杂性的增加最小并且具有最小的额外成本。

下面参考附图，仅通过举例的方式，描述具体实施例。

附图说明

图1是本发明的一实施例的传感器的示意性剖视图。

图2是图1中所示的传感器在截面AA或截面BB处的示意图。