[发明专利]无线问答表面波技术传感器

说明书

本发明涉及一种无线问答无源传感器。

与本发明相关的表面波装置连同传感器从专利WO 93/13495、WO/CH93/00252、US-A-3273146、US-A-4725841及专利US-A-4620191中已为人所知。

所引用的公开专利描述了构造和运用各种表面波装置的方法，这些装置都有共同的因数，即借助叉指换能器，在压电基底上从电信号产生表面波，这些表面波在基底表面通常基本上沿垂直于换能器电极的叉指准线方向传播。借助第二个叉指换能器，甚至可以是上面描述过的换能器以双模式工作，能够从表面波恢复在特性上被改变了的射频信号。如在以前的技术中所描述的，那种表面波装置还可以包含其他结构，诸如反射器结构，其他换能器结构等等。例如，它也可以有色散的反射器/换能器滤波器结构，编码的滤波器结构，等等。

本发明的一个基本方面及要素是无线问答表面波技术传感器是无源的，即不需要(直流)电源，射频信号，例如瞬时脉冲、调频连续波(FM-CW)信号和线性调频脉冲等从远程射频发射机被发射至此传感器。

传感器部分的表面波装置，即它的输入换能器结构为此目的而安装一个天线用于发射脉冲的无线接收。一个相应的天线被连接到表面波装置的经二个换能器结构，或者在已提到过的以双模式工作的一换能器情况中，同样的天线被用来发射回表面波装置的响应脉冲信号，它在一个远程接收机上被接收。被发射回的响应脉冲信号通常不同于由表面波装置接收的信号，即要根据待确定的电流强度测量值，这实际上是因为在表面波装置上的物理作用。

无线问答表面波装置已被用于公路收费系统、道路隧洞等中，但在这里是涉及用于目标识别的响应脉冲信号预编程单个编码的探测。无线问答表面波装置也已被用于计量学，这些装置一般被构造成延迟线，从事测量是为了计量的目的，以致在表面波装置中待确定的测量值引起声波在传播时间上的变化。此变化可以基于在基底中的电场(横向定向于表面波的传播方向)，该电场通过诸如压电效应在基底相应的部分区域产生在传播时间上的变化(专利EP 0166065)。例如，利用在声波传播时间上的变化的温度传感器是众所周知的(专利EP 0465029)。一种利用在表面波装置基底表面的组织薄膜阻抗变化的装置适合于测量该薄膜的表面加载，例如一种待识别/数值测量的化学物质(电子信函，23卷(1987)，No.9,446/447)。一种相关的压力仪也是已知的，在其中基底的力学特性，诸如弯曲，作为表面波装置基底材料中的压力的函数而变化，引起声波在传播时间上的变化，使之可用于确定测量值(Proceedings IEEE，64卷，(1976)，754-6页)。然而，在此最后提到的装置中，没有设置远程无线问答。

本发明的目的是提供一种新的结构用于借助表面波的远程问答、无线问答传感器件。

此目的通过权利要求1借助一种装置完成，该装置具有：

-带表面波结构的表面波装置和(至少)一个天线；

-(至少)一个灵敏阻抗元件作为传感器部件，具有发射和接收天线及电子评价器件的射频发射机和接收机；

其中，阻抗元件处于由传感器部件所探测的效应中，并被电连接到表面波结构。发射机用于问答脉冲的无线电发射，接收机与其评价，器件用于无线电接收及在表面波装置脉冲响应中被该效应影响的变化的定性/定量评价。

该阻抗元件可以是一种电抗元件(例如一种依赖于磁场的元件)，它被电连接到表面波装置的至少一个表面波结构。作为由传感器探测的效应的函数，阻抗元件必须适合于改变其电阻抗性能。

参考附图，给出了本发明的进一步解释。

图1、2和3示出了用于按照本发明的传感器表面波装置的实施例，在每个例子中带有被连接的阻抗元件。