JPH11271207A - センサ、特に媒質の粘度と密度を測定するためのセンサ - Google Patents
センサ、特に媒質の粘度と密度を測定するためのセンサInfo
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- JPH11271207A JPH11271207A JP11026253A JP2625399A JPH11271207A JP H11271207 A JPH11271207 A JP H11271207A JP 11026253 A JP11026253 A JP 11026253A JP 2625399 A JP2625399 A JP 2625399A JP H11271207 A JPH11271207 A JP H11271207A
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- G—PHYSICS
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- G01N2009/008—Schlatter vibrating vane type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に簡単で故障のない構造を持つセンサを提
供する。 【解決手段】 振動発生器（１３）が設けられており、
振動発生器が屈曲舌片（１）に機械的に結合するように
配置されている。
供する。 【解決手段】 振動発生器（１３）が設けられており、
振動発生器が屈曲舌片（１）に機械的に結合するように
配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の種類に
よるセンサ、特に媒質の粘度と密度を測定するためのセ
ンサに関する。
よるセンサ、特に媒質の粘度と密度を測定するためのセ
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】イナバ他の論文から液体の粘度と密度を
測定するためのセンサは既に公知である（Inaba et al,
Sensors and Aktuators A,33(1992),163〜166頁）。屈
曲舌片が媒質内へ漬け込まれ、かつレーザダイオードに
よる放射によって熱的に誘導される振動が励起される。
振動周波数はここでは密度に、かつ振動の減衰は粘度に
よって影響される。屈曲舌片の振動の測定によって液体
の密度と粘度が測定され得る。
測定するためのセンサは既に公知である（Inaba et al,
Sensors and Aktuators A,33(1992),163〜166頁）。屈
曲舌片が媒質内へ漬け込まれ、かつレーザダイオードに
よる放射によって熱的に誘導される振動が励起される。
振動周波数はここでは密度に、かつ振動の減衰は粘度に
よって影響される。屈曲舌片の振動の測定によって液体
の密度と粘度が測定され得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は特に簡
単で故障のない構造を持つセンサを提供することであ
る。
単で故障のない構造を持つセンサを提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
特徴によって解決される。
特徴によって解決される。
【０００５】
【発明の効果】本発明によるセンサは、特に簡単で、故
障のない構造が使用されるという利点を持つ。特にこの
ようなセンサは特に小形に構成され、したがってきわめ
て少量の液体または気体の検査にも適する。
障のない構造が使用されるという利点を持つ。特にこの
ようなセンサは特に小形に構成され、したがってきわめ
て少量の液体または気体の検査にも適する。
【０００６】請求項２から９に記載された手段によって
請求項１によるセンサの有利な発展形と改良が可能であ
る。窒化珪素、酸化珪素、金属またはこれらの混合物質
の使用によってたいていの化学的媒質に対して安定な屈
曲舌片が製作される。したがってこのようなセンサは多
数の測定媒質に使用することができる。さらにこれらの
物質は少数の、かつ良好に制御される標準工程で処理す
ることができ、そのためコスト上有利な大きなバッチで
の製作が可能である。さらにこのような屈曲舌片は特に
小形に製作することができる。珪素基板の反対側に振動
発生器を配置したことによって測定媒質が化学的にきわ
めて安定な物質とだけ接触することが達成された。した
がって化学的にそれほど安定ではない振動発生器も使用
することができる。屈曲舌片の振動は単結晶圧電抵抗素
子によって特に簡単に検出される。このような素子はた
いていの化学的媒質に対して安定である。あるいは屈曲
舌片の上面に圧電抵抗薄膜を使用してもよい。さらに基
板上の温度センサによって付加的に測定媒質の温度を測
定することができる。これはまた測定媒質の密度および
粘度の算出時に考慮することができる。信号処理回路が
直接珪素基板上へ集積されると有利である、それという
のも特に良好な信号処理が得られるからである。寄生量
の影響が低減され、評価エレクトロニクスはきわめて所
要スペース節約的に、しかし一般にコスト上有利に製作
することができる。適切な帰還結合によって零交差にお
いて最大振幅の振動ならびに最大速度を得ることができ
る。
請求項１によるセンサの有利な発展形と改良が可能であ
る。窒化珪素、酸化珪素、金属またはこれらの混合物質
の使用によってたいていの化学的媒質に対して安定な屈
曲舌片が製作される。したがってこのようなセンサは多
数の測定媒質に使用することができる。さらにこれらの
物質は少数の、かつ良好に制御される標準工程で処理す
ることができ、そのためコスト上有利な大きなバッチで
の製作が可能である。さらにこのような屈曲舌片は特に
小形に製作することができる。珪素基板の反対側に振動
発生器を配置したことによって測定媒質が化学的にきわ
めて安定な物質とだけ接触することが達成された。した
がって化学的にそれほど安定ではない振動発生器も使用
することができる。屈曲舌片の振動は単結晶圧電抵抗素
子によって特に簡単に検出される。このような素子はた
いていの化学的媒質に対して安定である。あるいは屈曲
舌片の上面に圧電抵抗薄膜を使用してもよい。さらに基
板上の温度センサによって付加的に測定媒質の温度を測
定することができる。これはまた測定媒質の密度および
粘度の算出時に考慮することができる。信号処理回路が
直接珪素基板上へ集積されると有利である、それという
のも特に良好な信号処理が得られるからである。寄生量
の影響が低減され、評価エレクトロニクスはきわめて所
要スペース節約的に、しかし一般にコスト上有利に製作
することができる。適切な帰還結合によって零交差にお
いて最大振幅の振動ならびに最大速度を得ることができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１には本発明によるセンサの横
断面図が示されている。センサは珪素基板１０を有し、
その上面には屈曲舌片１が配置されている。屈曲舌片１
の下方には珪素基板１０内にエッチングみぞ２が形成さ
れており、そのため屈曲舌片１は珪素基板１０の表面に
対して垂直の方向に自由に振動することができる。珪素
基板の他に別の基板を使用することもでき、その中に適
切な凹所が形成される。屈曲舌片１が載置した基板１０
上の領域内には屈曲舌片１の下方に圧電抵抗の抵抗素子
３が配置されている。この圧電抵抗の抵抗素子３は適切
にドーピングされた珪素であり、これは機械的な応力に
基づいて電気的な抵抗を変化させる（ピエゾ抵抗効
果）。圧電抵抗の抵抗素子３はやはり珪素基板１０内へ
分散された導体路４によって金属のコンタクト部材５と
結合されている。屈曲舌片１は珪素基板１０の上面に設
けられた窒化珪素層１５から製作されている。珪素基板
１０は下面にエッチングストップ層１１を有し、これは
エッチングみぞの底部をも成す。エッチングストップ層
１１は例えば酸化珪素、窒化珪素、高ドーピング珪素ま
たは他の、エッチングみぞ２のエッチングに際して特に
良好にエッチングストップ層として使用することができ
る物質から製作される。エッチングストップ層１１の下
にはさらに音響結合層（Koppelschicht）１２が設けら
れており、結合層はガラス（例えばパイレックスガラ
ス）またはプラスティック層、例えばＰＭＭＡから製作
することができる。次いで結合層１２の上には圧電発振
器１３が上面と下面に各１つの金属被覆１４を有して配
置されている。このような圧電発振器には例えば酸化亜
鉛または鉛−ジルコネート−チタネート製の薄膜変換器
またはＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオリド）またはピ
エゾセラミック物質製の集積変換器が適する。屈曲舌片
１は典型的には厚さ数マイクロメータ（０．５〜数１０
マイクロメータ）および長さ５０マイクロメータ〜２０
００マイクロメータを持つ。屈曲舌片の典型的な幅は数
１０〜数１０００マイクロメータのオーダー内である。
エッチングストップ層１１については通常マイクロメー
タを下回る膜厚が使用される。結合層１２については１
０から２００マイクロメータの膜厚が好適である。
断面図が示されている。センサは珪素基板１０を有し、
その上面には屈曲舌片１が配置されている。屈曲舌片１
の下方には珪素基板１０内にエッチングみぞ２が形成さ
れており、そのため屈曲舌片１は珪素基板１０の表面に
対して垂直の方向に自由に振動することができる。珪素
基板の他に別の基板を使用することもでき、その中に適
切な凹所が形成される。屈曲舌片１が載置した基板１０
上の領域内には屈曲舌片１の下方に圧電抵抗の抵抗素子
３が配置されている。この圧電抵抗の抵抗素子３は適切
にドーピングされた珪素であり、これは機械的な応力に
基づいて電気的な抵抗を変化させる（ピエゾ抵抗効
果）。圧電抵抗の抵抗素子３はやはり珪素基板１０内へ
分散された導体路４によって金属のコンタクト部材５と
結合されている。屈曲舌片１は珪素基板１０の上面に設
けられた窒化珪素層１５から製作されている。珪素基板
１０は下面にエッチングストップ層１１を有し、これは
エッチングみぞの底部をも成す。エッチングストップ層
１１は例えば酸化珪素、窒化珪素、高ドーピング珪素ま
たは他の、エッチングみぞ２のエッチングに際して特に
良好にエッチングストップ層として使用することができ
る物質から製作される。エッチングストップ層１１の下
にはさらに音響結合層（Koppelschicht）１２が設けら
れており、結合層はガラス（例えばパイレックスガラ
ス）またはプラスティック層、例えばＰＭＭＡから製作
することができる。次いで結合層１２の上には圧電発振
器１３が上面と下面に各１つの金属被覆１４を有して配
置されている。このような圧電発振器には例えば酸化亜
鉛または鉛−ジルコネート−チタネート製の薄膜変換器
またはＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオリド）またはピ
エゾセラミック物質製の集積変換器が適する。屈曲舌片
１は典型的には厚さ数マイクロメータ（０．５〜数１０
マイクロメータ）および長さ５０マイクロメータ〜２０
００マイクロメータを持つ。屈曲舌片の典型的な幅は数
１０〜数１０００マイクロメータのオーダー内である。
エッチングストップ層１１については通常マイクロメー
タを下回る膜厚が使用される。結合層１２については１
０から２００マイクロメータの膜厚が好適である。
【０００８】図１のセンサは媒質の密度と粘度を測定す
るためのものである。そのためには珪素基板１の上面、
したがって屈曲舌片１も測定すべき媒質で負荷され、そ
の結果屈曲舌片１が完全に媒質によって包囲される。圧
電発振器１３の電気的励起によって圧電発振器１３は振
動せしめられる。これらの振動は機械的な結合によって
屈曲舌片１へ伝えられる。これは固体振動によってもま
た媒質自体を介しても行われる。圧電発振器１３の励起
の適切な選択によって屈曲舌片１は振動を励起せしめら
れる。圧電発振器１３の適切な励起は例えば圧電発振器
１３の連続高周波数振動パルスであってよく、その連続
周波数は屈曲舌片１の固有周波数に近い。あるいは個別
のパルスを使用するかまたは圧電発振器１３を屈曲舌片
１の固有周波数に相当する周波数で励起することが可能
である。これによって屈曲舌片１がこれを包囲した媒質
内で振動することが達成される。屈曲舌片１のこの振動
は圧電抵抗の抵抗素子３によって測定することができ
る、なぜならば関係性をもって屈曲舌片１の変位に相当
する機械的な応力状態が圧電抵抗の抵抗素子３内で発生
されるからである。これはしたがって抵抗素子３の抵抗
変化を導き、かつ導体路（リード線）４を用いてコンタ
クト部材５の所で測定され得る。
るためのものである。そのためには珪素基板１の上面、
したがって屈曲舌片１も測定すべき媒質で負荷され、そ
の結果屈曲舌片１が完全に媒質によって包囲される。圧
電発振器１３の電気的励起によって圧電発振器１３は振
動せしめられる。これらの振動は機械的な結合によって
屈曲舌片１へ伝えられる。これは固体振動によってもま
た媒質自体を介しても行われる。圧電発振器１３の励起
の適切な選択によって屈曲舌片１は振動を励起せしめら
れる。圧電発振器１３の適切な励起は例えば圧電発振器
１３の連続高周波数振動パルスであってよく、その連続
周波数は屈曲舌片１の固有周波数に近い。あるいは個別
のパルスを使用するかまたは圧電発振器１３を屈曲舌片
１の固有周波数に相当する周波数で励起することが可能
である。これによって屈曲舌片１がこれを包囲した媒質
内で振動することが達成される。屈曲舌片１のこの振動
は圧電抵抗の抵抗素子３によって測定することができ
る、なぜならば関係性をもって屈曲舌片１の変位に相当
する機械的な応力状態が圧電抵抗の抵抗素子３内で発生
されるからである。これはしたがって抵抗素子３の抵抗
変化を導き、かつ導体路（リード線）４を用いてコンタ
クト部材５の所で測定され得る。
【０００９】媒質中の屈曲舌片の振動の評価によって密
度と粘度を測定することができる。第１の方法は速度共
振であり、すなわち屈曲舌片が帰還結合ループを介して
速度が反転点（Umkehrpunkt）で最大にされる周波数で
作動される。この周波数は良好に近似的に（in guter N
aeherung）媒質の密度にのみ依存する；この場合共振曲
線の幅が粘度を与える。しかしこの方法は一定の前提下
でのみ使用することができる。屈曲舌片の振動によって
波が媒質内に形成され、その波長は屈曲舌片の周波数お
よび媒質中の伝搬速度から得られる。波長は屈曲舌片の
ジオメトリー寸法よりも明らかに大きくなければならな
い；大きければ大きいほど粘度の速度共振周波数への残
存影響は小さくなる。この前提は普通きわめて小さな屈
曲舌片によって満たされる。もう１つのもしくは付加的
な方法は振幅共振を提供し、この振幅共振では帰還結合
によって振動の振幅が最大にされる。振幅共振周波数は
密度と粘度に依存し、共振曲線の幅は粘度に依存する。
密度を用いての（速度共振周波数からの）または粘度を
用いて（振幅共振曲線の幅からの）の振幅共振周波数の
測定値の差形成によってそれぞれ他方の測定値を求める
ことができる。もう１つの方法は、パルス形式の励起後
の屈曲舌片の自由振動の観測であり、この方法では最小
自乗フィット（least-squar-fit）によって粘度と密度
が算出され得る。
度と粘度を測定することができる。第１の方法は速度共
振であり、すなわち屈曲舌片が帰還結合ループを介して
速度が反転点（Umkehrpunkt）で最大にされる周波数で
作動される。この周波数は良好に近似的に（in guter N
aeherung）媒質の密度にのみ依存する；この場合共振曲
線の幅が粘度を与える。しかしこの方法は一定の前提下
でのみ使用することができる。屈曲舌片の振動によって
波が媒質内に形成され、その波長は屈曲舌片の周波数お
よび媒質中の伝搬速度から得られる。波長は屈曲舌片の
ジオメトリー寸法よりも明らかに大きくなければならな
い；大きければ大きいほど粘度の速度共振周波数への残
存影響は小さくなる。この前提は普通きわめて小さな屈
曲舌片によって満たされる。もう１つのもしくは付加的
な方法は振幅共振を提供し、この振幅共振では帰還結合
によって振動の振幅が最大にされる。振幅共振周波数は
密度と粘度に依存し、共振曲線の幅は粘度に依存する。
密度を用いての（速度共振周波数からの）または粘度を
用いて（振幅共振曲線の幅からの）の振幅共振周波数の
測定値の差形成によってそれぞれ他方の測定値を求める
ことができる。もう１つの方法は、パルス形式の励起後
の屈曲舌片の自由振動の観測であり、この方法では最小
自乗フィット（least-squar-fit）によって粘度と密度
が算出され得る。
【００１０】図２にはやはり図１によるセンサが平面図
で示されており、図示を簡単にするためにコンタクト部
材５と導体路４は示されない。この平面図において、屈
曲舌片１と屈曲舌片１を包囲したエッチングみぞ２が認
められる。図２の平面図にはさらに２つの圧電抵抗の抵
抗素子３が示されており、抵抗素子は屈曲舌片１の基部
の領域内に配置されている。このような多数の圧電抵抗
の抵抗素子３は有利に接続してハーフブリッジまたはフ
ルブリッジにすることができ、これによって信号の評価
が簡単にされる。さらに白金抵抗素子１６が示されてお
り、白金抵抗素子はニトリド層１５の上面に配置されて
いる。このような白金抵抗素子は媒質の温度の測定に使
用することができる、それというのも媒質（液体でも気
体でも）の粘度も密度も温度に依存するからである。し
たがってこのような温度測定は密度および粘度への温度
の影響を算出するのに利用することができる。さらに屈
曲舌片の機械的定数の温度依存性が共振周波数に関して
考慮される。これに必要な切換え回路は珪素基板１０自
体内にも配置することができる。このような切換え回路
は図２にブロック１７によって例示されている。複数の
圧電抵抗の抵抗素子３の使用と共に異なる寸法を持つ複
数の屈曲舌片１を設けることもできる。屈曲舌片はした
がって異なる振動周波数で励起することができ、このた
め特に粘度の測定ではきわめて大きな測定範囲がカバー
され得る。
で示されており、図示を簡単にするためにコンタクト部
材５と導体路４は示されない。この平面図において、屈
曲舌片１と屈曲舌片１を包囲したエッチングみぞ２が認
められる。図２の平面図にはさらに２つの圧電抵抗の抵
抗素子３が示されており、抵抗素子は屈曲舌片１の基部
の領域内に配置されている。このような多数の圧電抵抗
の抵抗素子３は有利に接続してハーフブリッジまたはフ
ルブリッジにすることができ、これによって信号の評価
が簡単にされる。さらに白金抵抗素子１６が示されてお
り、白金抵抗素子はニトリド層１５の上面に配置されて
いる。このような白金抵抗素子は媒質の温度の測定に使
用することができる、それというのも媒質（液体でも気
体でも）の粘度も密度も温度に依存するからである。し
たがってこのような温度測定は密度および粘度への温度
の影響を算出するのに利用することができる。さらに屈
曲舌片の機械的定数の温度依存性が共振周波数に関して
考慮される。これに必要な切換え回路は珪素基板１０自
体内にも配置することができる。このような切換え回路
は図２にブロック１７によって例示されている。複数の
圧電抵抗の抵抗素子３の使用と共に異なる寸法を持つ複
数の屈曲舌片１を設けることもできる。屈曲舌片はした
がって異なる振動周波数で励起することができ、このた
め特に粘度の測定ではきわめて大きな測定範囲がカバー
され得る。
【００１１】専ら窒化珪素から製作された１つの屈曲舌
片１の使用は特に有利である、それというのもこれが化
学的に特に安定な物質であるからである。唯一の物質か
らの屈曲舌片１の形成によって屈曲舌片１の熱的な歪み
が回避される。あるいは屈曲舌片１は酸化珪素または金
属または酸化珪素と窒化珪素の混合物質から製作されて
いてもよい。
片１の使用は特に有利である、それというのもこれが化
学的に特に安定な物質であるからである。唯一の物質か
らの屈曲舌片１の形成によって屈曲舌片１の熱的な歪み
が回避される。あるいは屈曲舌片１は酸化珪素または金
属または酸化珪素と窒化珪素の混合物質から製作されて
いてもよい。
【００１２】本発明による振動系はきわめて小形であ
り、したがって特に少量の液体または気体にも使用する
ことができる。製作には専ら公知の半導体製造の方法が
使用され、したがってセンサはコスト上有利に大きなバ
ッチでに製造することができる。特に評価回路も集積し
たままにすることができるからである。さらに本発明に
よるセンサによって媒質の密度と粘度を同時に測定する
ことができる。圧電発振器１３は媒質から完全に分離さ
れ、そのため測定される媒質によって腐食される物質も
使用することができる。測定媒質と直接接触する材料は
化学的にきわめて安定である。屈曲舌片１に関して１物
質のみの使用により熱的な歪みは生じないに等しい。ま
た屈曲舌片１はきわめて軽量なので、例えば自動車のよ
うな機械的に問題のある周囲内で生じるような加速力は
屈曲舌片１の振動に僅かな影響しか与えない。使用され
る圧電抵抗の抵抗素子３はきわめて小形で、したがって
それ自体の屈曲舌片１に対する効果は無視し得る。
り、したがって特に少量の液体または気体にも使用する
ことができる。製作には専ら公知の半導体製造の方法が
使用され、したがってセンサはコスト上有利に大きなバ
ッチでに製造することができる。特に評価回路も集積し
たままにすることができるからである。さらに本発明に
よるセンサによって媒質の密度と粘度を同時に測定する
ことができる。圧電発振器１３は媒質から完全に分離さ
れ、そのため測定される媒質によって腐食される物質も
使用することができる。測定媒質と直接接触する材料は
化学的にきわめて安定である。屈曲舌片１に関して１物
質のみの使用により熱的な歪みは生じないに等しい。ま
た屈曲舌片１はきわめて軽量なので、例えば自動車のよ
うな機械的に問題のある周囲内で生じるような加速力は
屈曲舌片１の振動に僅かな影響しか与えない。使用され
る圧電抵抗の抵抗素子３はきわめて小形で、したがって
それ自体の屈曲舌片１に対する効果は無視し得る。
【００１３】図３には本発明によるセンサのもう１つの
実施例が横断面図で示されている。この例でも珪素基板
１０上には窒化珪素層１５が形成され、これから屈曲舌
片１が作り出されている。屈曲舌片１の下方にはエッチ
ングみぞ２が配置されているが、これは図１によるエッ
チングみぞ２に比べるとより浅く珪素基板１０内に延び
ている。屈曲舌片１の基部領域内には同様に圧電抵抗の
抵抗素子３が配置されているが、抵抗素子は屈曲舌片１
の上面に置かれている。これは特に相応する分離−スト
ラクチュアリング工程で窒化珪素層１５上に形成された
多結晶珪素製の圧電抵抗の抵抗素子である。この例では
圧電抵抗の抵抗素子３は直接コンタクト５を備え、コン
タクトは例えば金属層によって形成されている。圧電抵
抗素子３の表面はさらに図示されない、薄膜の、酸化珪
素または窒化珪素から成る不活性化層を備え、これはコ
ンタクトのためのコンタクト開口を提供し、かつ圧電素
子を腐食性の媒質から保護する。ここではコンタクト５
はリード線並びに外部の接続線材の接続の可能性を成
す。同様に複数の素子を接続してブリッジを形成するこ
ともできる。珪素基板１０の下面には同様に金属被覆１
４を持つ圧電発振器１３が配置されている。エッチング
みぞ２の下方に比較的熱い珪素基板１０が残っているた
めにこの例では圧電発振器１３の振動エネルギーは主に
珪素基板１０による固体振動によって伝達される。測定
媒質によって伝達される部分は小さい。これは別の形状
の励起で、ここでは測定媒質自体は圧電発振器１３と屈
曲舌片１との間のエネルギー伝達に必要とされない。
実施例が横断面図で示されている。この例でも珪素基板
１０上には窒化珪素層１５が形成され、これから屈曲舌
片１が作り出されている。屈曲舌片１の下方にはエッチ
ングみぞ２が配置されているが、これは図１によるエッ
チングみぞ２に比べるとより浅く珪素基板１０内に延び
ている。屈曲舌片１の基部領域内には同様に圧電抵抗の
抵抗素子３が配置されているが、抵抗素子は屈曲舌片１
の上面に置かれている。これは特に相応する分離−スト
ラクチュアリング工程で窒化珪素層１５上に形成された
多結晶珪素製の圧電抵抗の抵抗素子である。この例では
圧電抵抗の抵抗素子３は直接コンタクト５を備え、コン
タクトは例えば金属層によって形成されている。圧電抵
抗素子３の表面はさらに図示されない、薄膜の、酸化珪
素または窒化珪素から成る不活性化層を備え、これはコ
ンタクトのためのコンタクト開口を提供し、かつ圧電素
子を腐食性の媒質から保護する。ここではコンタクト５
はリード線並びに外部の接続線材の接続の可能性を成
す。同様に複数の素子を接続してブリッジを形成するこ
ともできる。珪素基板１０の下面には同様に金属被覆１
４を持つ圧電発振器１３が配置されている。エッチング
みぞ２の下方に比較的熱い珪素基板１０が残っているた
めにこの例では圧電発振器１３の振動エネルギーは主に
珪素基板１０による固体振動によって伝達される。測定
媒質によって伝達される部分は小さい。これは別の形状
の励起で、ここでは測定媒質自体は圧電発振器１３と屈
曲舌片１との間のエネルギー伝達に必要とされない。
【図１】本発明による第１の実施例の横断面図である。
【図２】図１による実施例の平面図である。
【図３】本発明による第２の実施例の横断面図である。
１ 屈曲舌片、 ２ エッチングみぞ、 ３ 抵抗素
子、 １０ 基板、 １２ 結合層、 １３ 信号発生
器
子、 １０ 基板、 １２ 結合層、 １３ 信号発生
器
フロントページの続き (72)発明者 ゴットフリート フリーク ドイツ連邦共和国 レオンベルク アイン シュタインシュトラーセ 35 (72)発明者 ファルク ヘルマン ドイツ連邦共和国 レオンベルク ゼーシ ュトラーセ 63
Claims (9)
- 【請求項１】 センサ、特に媒質の粘度と密度を測定す
るためのセンサであって、測定媒質内で振動開始可能で
ある屈曲舌片（１）を備えており、屈曲舌片（１）の振
動の評価によって測定媒質の検査が行われる形式のもの
において、振動発生器（１３）が設けられており、振動
発生器が屈曲舌片（１）に機械的に結合するように配置
されていることを特徴とする、センサ、特に媒質の粘度
と密度を測定するためのセンサ。 - 【請求項２】 屈曲舌片（１）が窒化珪素、酸化珪素、
金属または窒化珪素、酸化珪素および金属の混合物質か
ら形成されている、請求項１記載のセンサ。 - 【請求項３】 屈曲舌片（１）が基板の（１０）の第１
の側で凹所（２）の上方に、かつ振動発生器（１３）が
基板（１０）の第２の側に配置されている、請求項２記
載のセンサ。 - 【請求項４】 圧電抵抗素子が設けられており、これに
よって屈曲舌片（１）の変位が測定可能である、請求項
１から３までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項５】 圧電素子が薄膜素子として屈曲舌片の上
面に形成されている、請求項４記載のセンサ。 - 【請求項６】 圧電素子が単結晶珪素から成る屈曲舌片
の下面に形成されている、請求項４記載のセンサ。 - 【請求項７】 測定媒質の温度を測定するために温度測
定部材（１６）が設けられている、請求項１から６まで
のいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項８】 基板（１０）が集積された信号処理回路
（１７）を備える珪素基板として構成されている、請求
項１から７までのいずれか１項記載のセンサ。 - 【請求項９】 屈曲舌片を速度共振周波数または振幅共
振周波数を持つ振動に励起可能である別の手段が設けら
れている、請求項１から８までのいずれか１項記載のセ
ンサ。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19804326.0 | 1998-02-04 | ||
| DE19804326A DE19804326B4 (de) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | Sensor insbesondere zur Messung der Viskosität und Dichte eines Mediums |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271207A true JPH11271207A (ja) | 1999-10-05 |
| JP4388614B2 JP4388614B2 (ja) | 2009-12-24 |
Family
ID=7856594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02625399A Expired - Fee Related JP4388614B2 (ja) | 1998-02-04 | 1999-02-03 | 媒質の粘度と密度を測定するためのセンサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6269686B1 (ja) |
| JP (1) | JP4388614B2 (ja) |
| DE (1) | DE19804326B4 (ja) |
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| JP2003042924A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度を測定するための方法及び装置 |
| JP2007516438A (ja) * | 2003-12-04 | 2007-06-21 | カウンシル・フォー・ザ・セントラル・ラボラトリー・オブ・ザ・リサーチ・カウンシルズ | 流体プローブ |
| JP2009058340A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 粘度計 |
| CN111537396A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-08-14 | 西安交通大学 | 一种多操作模式的压电黏度传感器芯片及其工作方法和制备方法 |
| CN111579426B (zh) * | 2020-04-24 | 2021-04-20 | 西安交通大学 | 一种高品质因子压电悬臂梁密度传感器芯片及其工作方法和制备方法 |
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