Сенсор на поверхневих акустичних хвилях

1. Сенсор на поверхневих акустичних хвилях, що містить підкладку у вигляді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та двома відбивачами поверхневих акустични х хвиль, при цьому зазначена підкладка виконана у вигляді гнучкої пластини, причому пластина виконана переважно постійної товщини та ширини по її довжині, перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль розташовані на робочій поверхні зазначеної пластини уздовж її поздовжньої осі на відстані один від іншого, який відрізняє ться тим, що він додатково містить другу підкладку у вигляді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустични х хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, та елемент захисту від навколишнього середовища, при цьому другий додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль виконано аналогічним базовому акустичному звукопроводу, додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль встановлено на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустични х хвиль за кількістю один, два або більше, щоб загальна кількість базових та додаткових відбивачів дорівнювала величині "кількість вимірювальних параметрів плюс один відбивач", зазначений додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу із розташу 2 (19) 1 3 39547 Корисна модель відноситься до галузі вимірювальної техніки, зокрема, до засобів вимірювання фізичних та хімічних величин, а саме, до сенсорів на поверхневих акустичних хвилях. Вимір і контроль витрати речовини методом змінного перепаду тиску із пристроєм, що звужується, є основним промисловим способом для виміру витрати різних речовин - рідини, газу та пари /1/. У цей час бур хливо розвиваються дистанційні, бездротові методи виміру однієї або декількох фізичних (а також хімічних) величин, наприклад, температури, тиску, перепаду тиску, витрати речовини й інших величин шляхом використання відповідних пасивних (без електроживлення) сенсорів на поверхневих акустичних хвилях. Зазначені сенсори дозволять підвищити точність вимірів перепаду тиску речовини, що виникає, наприклад, при його русі (з одночасним підвищенням точності виміру витрати речовини, наприклад, при його русі по трубопроводу), визначати напрямок руху речовини, забезпечити мінімізацію впливу виміру температури речовини на точність виміру перепаду тиску та запобігти аварійній розгерметизації трубопроводу при надлишковому тиску в ньому /2/. Відомий сенсор на поверхневих акустични х хвиля х, що містить акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль із розташованими на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та акустичними дзеркалами поверхневих акустичних хвиль, при цьому акустичний звукопровід поверхневих акустични х хвиль виконаний у виді гнучкої пластини, причому перетворювач поверхневих акустичних хвиль та акустичні дзеркала акустичних хвиль розташовані на одній із поверхонь зазначеної пластини /3/. До недоліків відомого сенсору на поверхневих акустичних хвилях відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні сенсору його конструкція передбачає тільки однобічне деформування пластини, що знижує точність виміру параметрів рідини/речовини. До недоліків відомого сенсору відноситься й те, що конструкція сенсору не захищає перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивач поверхневих акустичних хвиль від впливу навколишнього середовища, особливо при застосуванні сенсора у агресивному середовищі чи в агресивних речовинах. Найбільш близьким технічним рішенням, як по суті, так і по задачах, які вирішуються, яке обрано за найближчий аналог (прототип), є сенсор на поверхневих акустичних хвилях, що містить підкладку у виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та двома відбивачами поверхневих акустичних хвиль, при цьому зазначена підкладка виконана у виді гнучкої пластини, причому пластина виконана переважно постійної товщини та ширини по її довжині, перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль розташовані на робочій поверхні зазначеної плас 4 тини уздовж її поздовжньої осі на відстані один від іншого /4/. До недоліків відомого сенсору на поверхневих акустичних хвилях, що обраний за найближчий аналог (прототип), відноситься те, що при відомому конструктивному виконанні сенсору він передбачає тільки однобічне деформування пластини, на якій розташовані перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивач поверхневих акустичних хвиль, що знижує точність виміру параметрів рідини/речовини. Також до недоліків відноситься й те, що конструкція сенсору не захищає перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль, що розміщені на акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, від впливу навколишнього середовища, особливо при застосуванні сенсора у агресивному середовищі чи в агресивних речовинах. В основу корисної моделі покладена задача шляхом усунення недоліків прототипу забезпечити захист акустичного тракту сенсора від впливу речовини, що вимірюється, та підвищення чутливості сенсору і точності виміру параметрів зазначеної речовини. Суть корисної моделі у сенсорі на поверхневих акустичних хвиля х, що містить підкладку у виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та двома відбивачами поверхневих акустичних хвиль, при цьому зазначена підкладка виконана у виді гнучкої пластини, причому пластина виконана переважно постійної товщини та ширини по її довжині, перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль розташовані на робочій поверхні зазначеної пластини уздовж її поздовжньої осі на відстані один від іншого, полягає в тому, що він додатково він додатково містить другу підкладку у виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, та елемент захисту від навколишнього середовища, при цьому другий додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустични х хвиль виконано аналогічним базовому акустичному звукопроводу, додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль встановлено на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль за кількістю один, два або більше, щоб загальна кількість базових та додаткових відбивачів дорівнювала величині «кількість вимірювальних параметрів плюс один відбивач», зазначений додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу із розташуванням обох робочих поверхонь у напрямку одна до одної, додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу із зазором між робочими поверхнями, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетво 5 39547 рювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, зазначені робочі поверхні базового та додаткового акустичних звукопроводів, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, розташовані паралельно між собою, зазначені базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль розподілені по робочим поверхням обох підложок рівномірно, елемент захисту від навколишнього середовища розташований між зазначеними базовим та додатковим акустичними звукопроводами поверхневих акустични х хвиль переважно по їх периметру з утворенням герметичної порожнини між робочими поверхнями пластин, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, і внутрішньою поверхнею зазначеного елементу захисту від навколишнього середовища. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль, що розташовані на базовому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, розташовані або симетрично перетворювача поверхневих акустичних хвиль та відбивачів поверхневих акустичних хвиль, що розташовані на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, відносно осей симетрії сенсору та площини, що проходить по поздовжній осі сенсору паралельно поверхням зазначених базового та додаткового акустичних звукопроводів, або у протилежному напрямку, а базовий та додатковий акустичні звукопроводи поверхневих акустични х хвиль виконано з матеріалу, що забезпечує якісне збудження та розповсюдження акустичних хвиль. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом показує, що сенсор на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, відрізняється тим, що він додатково містить другу підкладку у виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль і відбивачами поверхневих акустичних хвиль, та елемент захисту від навколишнього середовища, при цьому другий додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль виконано аналогічним базовому акустичному звукопроводу, додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль встановлено на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль за кількістю один, два або більше, щоб загальна кількість базових та додаткових відбивачів дорівнювала величині «кількість вимірювальних параметрів плюс один відбивач», зазначений додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу із розташуванням обох робочих поверхонь у напрямку одна до одної, додатковий акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу із зазором між робочими поверхнями, на яких розташовані, відповідно, ба 6 зові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустични х хвиль, зазначені робочі поверхні базового та додаткового акустичних звукопроводів, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, розташовані паралельно між собою, зазначені базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль розподілені по робочим поверхням обох підложок рівномірно, елемент захисту від навколишнього середовища розташований між зазначеними базовим та додатковим акустичними звукопроводами поверхневих акустични х хвиль переважно по їх периметру з утворенням герметичної порожнини між робочими поверхнями пластин, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, і внутрішньою поверхнею зазначеного елементу захисту від навколишнього середовища, причому перетворювач поверхневих акустичних хвиль та відбивачі поверхневих акустичних хвиль, що розташовані на базовому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, розташовані або симетрично перетворювача поверхневих акустичних хвиль та відбивачів поверхневих акустични х хвиль, що розташовані на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, відносно осей симетрії сенсору та площини, що проходить по поздовжній осі сенсору паралельно поверхням зазначених базового та додаткового акустичних звукопроводів, або у протилежному напрямку, а базовий та додатковий акустичні звукопроводи поверхневих акустичних хвиль виконано з матеріалу, що забезпечує якісне збудження та розповсюдження акустичних хвиль. Таким чином, сенсор на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, відповідає критерію корисної моделі «новизна». Суть корисної моделі пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на фіг. 1 показана конструктивно-компонувальна схема сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, на фіг. 2 показана конструктивно-компонувальна схема сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, в перетині А-А (як варіант конструктивного виконання сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, де розташування перетворювача поверхневих акустичних хвиль та відбивачів поверхневих акустични х хвиль показано схематично відносно конструктивного виконання або з розташуванням на робочій поверхні підкладки, або урівень з нею), на фіг. 3-4 показані схеми з'єднання сенсору на поверхневих акустичних хвиля х, що заявляється, з вимірювальним пристроєм, відповідно, за допомогою електричного дроту та за допомогою радіоканалу зв'язку, на фіг. 5 показана схема деформування акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль (із розташованими на ньому перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та відбивачами поверхневих акустичних хвиль) відносно його поздовжньої осі та площини W, що проходить по зазначеній поздо 7 39547 вжній осі паралельно поверхням пом'янутого акустичного звукопроводу, на фіг. 6 показана схема сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, з показом відповідних розмірів та осей, на фіг. 7 показана схема розташування двох перетворювачів поверхневих акустичних хвиль і відбивачів поверхневих акустичних хвиль на двох окремих підкладках, що виконані виді акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль, або на двох робочих поверхнях однієї підкладки - одного акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль, на фіг. 8-9 показані схеми розміщення площини W, що проходить по поздовжній осі сенсору паралельно робочим поверхням Q і Q1 зазначених базового та додаткового акустичних звукопроводів, на фіг. 10-11 показані схеми розміщення у сенсорі базового акустичного та додаткового звукопроводів поверхневих акустичних хвиль відносно один до одного та площини W, що проходить по поздовжній осі зазначеного сенсору, який заявляється, на фіг. 12 показана схема сенсору на поверхневих акустичних хвилях, що обраний за прототип, на фіг. 13 показана конструктивнокомпонувальна схема сенсору на поверхневих акустичних хвиля х, що обраний за прототип, в перетині Б-Б, на фіг. 14 показана блок-схема сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, на фіг. 15-18 показані схеми поетапного з'єднання (за допомогою елементу захисту від навколишнього середовища) між собою в єдину конструкцію сенсору базового та додаткового акустичних звукопроводів поверхневих акустичних хвиль, на фіг. 19 показана схема збудження поверхневих акустичних хвиль на акустичному звукопроводі поверхневих акустични х хвиль із розташованими на її робочій Q поверхні перетворювачем поверхневих акустичних хвиль та двома відбивачами (№1 та №2) поверхневих акустичних хвиль, на фіг. 20 показано графік зсуву радіоімпульсів відповіді у часі, що здійснюється у сенсорі, який заявляється. Сенсор (позиція 1) на поверхневих акустични х хвиля х, який (як варіант конструктивного виконання - див. фіг. 1-2 та фіг. 14) містить підкладку у виді акустичного звукопроводу (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій Q поверхні (позиція 3) перетворювачем (позиція 4) поверхневих акустичних хвиль та двома відбивачами (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль. Конструктивно і технологічно зазначена підкладка (а саме, акустичний звукопровід - позиція 2) виконана у виді гнучкої пластини (див. схему на фіг. 5). Зазначена пластина (позиція 2) виконана переважно постійної товщини h та ширини Н по її довжині L (див. схеми на фіг. 1-2, фіг. 6 та фіг. 813). Конструктивно перетворювач (позиція 4) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль розташовані на робочій Q поверхні (позиція 3) зазначеної пластини (позиція 2) уздовж її поздовжньої осі (позиція 6) на відстані fi один від іншого (див. схеми на фіг. 12, фіг. 5-6, фіг. 10 та фіг. 12-13) (як варіант конструктивного виконання сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, розташування перетворювача поверхневих акустичних 8 хвиль та відбивачів поверхневих акустичних хвиль на фіг. 1-6, 10-13 та фіг. 19 показано схематично відносно конструктивного виконання - або з розташуванням на робочій поверхні підкладки, або урівень з нею). Сенсор (позиція 1) на поверхневих акустичних хвилях, який (як варіант конструктивного виконання - див. фіг. 1-2 та фіг. 14) додатково містить другу підкладку у виді акустичного звукопроводу (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль із розташованими на її робочій Q1 поверхні (позиція 8) перетворювачем (позиція 9) поверхневих акустичних хвиль і відбивачами (позиція 10) поверхневих акустични х хвиль, та елемент (позиція 11) захисту від навколишнього середовища (див. схеми на фіг. 2). Констр уктивно і те хнологічно другий (додатковий) акустичний звукопровід (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль виконано аналогічним базовому акустичному звукопроводу (позиція 2), при цьому додатковий перетворювач (позиція 9) поверхневих акустичних хвиль та додаткові відбивачі (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль розташовані на робочій Q1 поверхні (позиція 8) зазначеної пластини (позиція 7) уздовж її поздовжньої осі (позиція 6) на відстані fi; один від іншого (див. схеми на фіг. 1-3 та фіг. 6-7), але для додаткового акустичного звукопровода (позиція 7) відстань fi інша, ніж для базового акустичного звукопровода (позиція 2) (див. фіг. 2 та фі г. 19). Додаткові відбивачі поверхневих акустични х хвиль встановлено на додатковому акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль за кількістю один, два (див. фіг. 19) або більше (див. фіг. 2), щоб загальна кількість базових (позиція 5) тадодаткових (позиція 10) відбивачів дорівнювала величині N - «кількість вимірювальних параметрів плюс один відбивач», наприклад, N=3, де 3=«два вимірювальних параметр плюс один відбивач», або N=4, де 4=«три вимірювальних параметр плюс один відбивач». Конструктивно зазначений додатковий акустичний звукопровід (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу (позиція 2) із розташуванням обох робочих Q і Q 1 поверхонь (відповідно, позиція 3 та позиція 8) у напрямку одна до одної (див. схему на фіг. 1-2 та фіг. 10). Додатковий акустичний звукопровід (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль розміщений відносно базового акустичного звукопроводу (позиція 2) із зазором g між робочими Q і Q1 поверхнями (відповідно, позиція 3 та позиція 8), на яких розташовані, відповідно, базові (позиція 4) і додаткові (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустичних хвиль (див. схему на фіг. 1-2 та фіг. 8-11). Зазначені робочі Q і Q1 поверхні (відповідно, позиція 3 та позиція 8) базового (позиція 2) та додаткового (позиція 7) акустичних звукопроводів, на яких розташовані, відповідно, базові (позиція 4) і додаткові (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустичних хвиль, розташовані паралельно між собою (див. схему на фіг. 1-2, фіг. 8-11). Зазначені базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустичних хвиль 9 39547 розподілені по робочим Q і Q1 поверхням (відповідно, позиція 3 та позиція 8) обох підложок (відповідно, позиція 2 та позиція 7) рівномірно, наприклад, якщо на робочій Q поверхні (позиція 3) базової підкладки (позиція 2) буде розміщено один відбивач (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль, то на робочій Q1 поверхні (позиція 8) додаткової підкладки (позиція 7) буде розміщено два відбивачі (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль, але якщо на робочій Q поверхні (позиція 3) базової підкладки (позиція 2) буде розміщено два відбивача (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль, то на робочій Q1 поверхні (позиція 8) додаткової підкладки (позиція 7) повинно бути розміщено теж два відбивачі (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль. Конструктивно елемент (позиція 11) захисту від навколишнього середовища розташований між зазначеними базовим (позиція 2) та додатковим (позиція 7) акустичними звукопроводами поверхневих акустичних хвиль переважно по їх периметру (див. схему на фіг. 16) з утворенням герметичної порожнини (позиція 12) (див. схему на фіг. 2) між робочими Q і Q1 поверхнями (відповідно, позиція 3 та позиція 8) пластин (відповідно, позиція 2 та позиція 7), на яких розташовані, відповідно, базові (позиція 4) і додаткові (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустични х хвиль, і внутрішньою поверхнею Q2 зазначеного елементу (позиція 11) захисту від навколишнього середовища (див. схеми на фіг. 1-2). Констр уктивно перетворювач (позиція 4) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (позиція 5) поверхневих акустични х хвиль, що розташовані на базовому (позиція 2) акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, розташовані або симетрично перетворювача (позиція 9) поверхневих акустичних хвиль та відбивачів (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль, що розташовані на додатковому (позиція 7) акустичному звукопроводі поверхневих акустичних хвиль, відносно осей симетрії (позиції 6 та 13) сенсору (позиція 1) та площини W, що проходить по поздовжній осі (позиція 6) сенсору (позиція 1) паралельно робочим поверхням Q і Q1 зазначених базового (позиція 2) та додаткового (позиція 7) акустичних звукопроводів (див. схеми на фіг. 1-2, фіг. 5 та на фіг. 10), або у протилежному напрямку (див. схему на фіг. 11). Конструктивно і те хнологічно базовий (позиція 2) та додатковий (позиція 7) акустичні звукопроводи поверхневих акустични х хвиль виконано з матеріалу, що забезпечує якісне збудження та розповсюдження акустичних хвиль, наприклад, з монокристалічного ніобату літія (LiNbO3). Як варіант конструктивного виконання додатковий акустичний звукопровід (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль виконано аналогічним базовому акустичному звукопроводу (позиція 2) (див. схему на фіг. 1-2, фіг. 5-6 та фіг. 10-11) за виключенням кількості акустичних відбивачів (позиція 10) та їхнього розташування на робочій Q1 поверхні (позиція 8) зазначеного додаткового акустичного звукопроводу (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль. 10 Сенсор (позиція 1) на поверхневихакустични х хвиля х, який заявляється, працює таким чином. Попередньо виготовляють базовий (позиція 2) акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль (див. схему на фіг. 12-13) та додатковий (позиція 7) акустичний звукопровід поверхневих акустичних хвиль, при цьому базовий (позиція 2) та додатковий (позиція 7) акустичні звукопроводи поверхневих акустичних хвиль виготовляють у виді гнучкої пластини постійної товщини h та ширини Н по її довжині L (див. схему на фіг. 6). Технологічно акустичні звукопроводи (позиції 2 та 7) поверхневих акустичних хвиль виконують з матеріалу, що забезпечує якісне збудження та розповсюдження акустичних хвиль, наприклад, з монокристалічного ніобату літія (LiNbО3). Після цього вмонтовують в обидві робочі Q та Q1 поверхні (позиції 3 та 8) зазначених гнучких пластин (позиції 2 та 7), відповідно, базові перетворювач (позиція 3) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль, а також додаткові перетворювач (позиція 9) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль (див. схеми на фіг. 1-2). Конструктивно кожний з перетворювачів (позиція 4 або 9) поверхневих акустичних хвиль та кожний з відбивачів (позиція 5 та 10) поверхневих акустичних хвиль розташовують на одній із поверхонь (відповідно, на робочій поверхні Q та на робочій поверхні Q1) своєї пластини (відповідно, позиція 2 та 7) уздовж поздовжньої осі (позиція 6) кожної з пластин (відповідно, позиція 2 та 7) на відстані fi один від іншого (див. схему на фіг. 6 та фіг. 8-11). Далі на одну з пластин (або на пластину 2, або на пластину 7), а саме, на робочу поверхню пластини (відповідно, або на робочу поверхню Q, або на робочу поверхню Q1) встановлюють (або наносять за відповідною технологією) елемент (позиція 11) захисту від навколишнього середовища (див. схему на фіг. 15). Як елемент (позиція 11) захисту від навколишнього середовища використовують, наприклад, кремнійорганічний герметик, що відокремлює акустичний тракт від навколишнього середовища. При цьому елемент (позиція 11) захисту від навколишнього середовища розміщують на пластині (або на пластині 2, або на пластині 7) по її периметру - як варіант розміщення/нанесення (див. схеми на фіг. 15-16). Після цього до зазначеної пластини (наприклад, до пластини 2) приєднують іншу пластину (відповідно, пластину 7) (див. схему на фіг. 17), при цьому зазначену пластину (відповідно, пластину 7 - див. схему на фіг. 1 та фіг. 17-18) встановлюють так, щоб її робоча Q1 поверхня (позиція 8), на якій розміщені перетворювач (відповідно, позиція 9) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (відповідно, позиція 10) поверхневих акустичних хвиль, була направлена у зустрічному напрямку (за схемою «|→ ←|») до тієї пластини (відповідно, позиція 2 - згідно зі схемами на фіг. 1-2), до якої вона закріплюється (див. схему на фіг. 1 та фіг. 18). Таким чином при з'єднанні (див. схеми на фіг. 15-18 та фіг. 1-2) у єдину конструкцію (конструкцію сенсора - позиція 1) базового акустичного звукопроводу (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль 11 39547 із розташованими на ньому перетворювачем (позиція 4) поверхневих акустичних хвиль та відбивачами (позиція 5) поверхневих акустичних хвиль, і додаткового акустичного звукопроводу (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль із розташованими на ньому додатковим перетворювачем (позиція 9) поверхневих акустичних хвиль та додатковими відбивачами (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль, створюють у сенсорі (позиція 1) герметичну порожнину (позиція 12) (див. схему на фіг. 2), яка утворюється між робочими Q та Q1 поверхнями (позиції 3 та 8) пластин (відповідно, позиції 2 та 7), на яких розташовані, відповідно, базові (позиція 4) і додаткові (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустичних хвиль, і внутрішньою поверхнею Q2 зазначеного елементу (позиція 11) захисту від навколишнього середовища (див. схему на фіг. 2). При з'єднанні між собою в єдину конструкцію (що буде являти собою сенсор - позиція 1) додаткового акустичного звукопроводу (позиція 7) поверхневих акустични х хвиль та базового акустичного звукопроводу (позиція 2), вони є встановленими із зазором g між своїми поверхнями Q та Q1 (див. схему на фіг. 1-2, фіг. 8-11), на яких розташовані, відповідно, базові (позиція 4) і додаткові (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові (позиція 5) і додаткові (позиція 10) відбивачі поверхневих акустичних хвиль. Переважно величину зазору g встановлюють мінімальною можливою за умови, що буде забезпечена необхідна ізоляція акустичнихпотоків один від одного (або величина зазору g диктується технічними вимогами щодо товщини елементу (позиція 11) захисту від навколишнього середовища). При цьому перетворювач (позиція 4) поверхневих акустичних хвиль та відбивачі (позиція 5) поверхневих акустични х хвиль, що розташовані на базовому акустичному звукопроводі (позиція 2) поверхневих акустичних хвиль, розташовані або симетрично перетворювача (позиція 9) поверхневих акустични х хвиль та відбивачів (позиція 10) поверхневих акустичних хвиль, що розташовані на додатковому акустичному звукопроводі (позиція 7) поверхневих акустичних хвиль, відносно осей симетрії (позиції 6 та 13) сенсору (позиція 1) та площини W, що проходить по поздовжній осі (позиція 6) сенсору (позиція 1) паралельно робочим Q та Q1 поверхням (позиції 3 та 8) зазначених базового (позиція 2) та додаткового (позиція 7) акустичних звукопроводів (див. схеми на фіг. 2, фіг. 5 та фіг. 10), або у протилежному напрямку (див. схему на фіг. 11). Для роботи сенсору (позиція 1) його розміщують, наприклад, у газопроводі (позиція 14) та підключають до вимірювального пристрою (позиція 15), який за виміром (за допомогою сенсору (позиція 1)) зміни довжини акустичних трактів, вимірює температуру, тиск, перепад тиску та витрату речовини (параметри якої заміряються), наприклад, газу (див. схему на фі г. 3 та фіг. 7). Вимір зміни довжини акустичних трактів за допомогою сенсору (позиція 1) здійснюють наступним чином. 12 Базовий (позиція 4) та додатковий (позиція 9) перетворювачі поверхневих акустичних хвиль електрично з'єднуються між собою та підключаються до вимірювального пристрою (позиція 15) за допомогою або електричних дротів (позиція 16) (див. схему на фіг. 3), або через радіоканал зв'язку (позиція 17) (див. схему на 4). Радіоімпульс запиту необхідної тривалості з вимірювального пристрою (позиція 15) (див. схеми на фіг. 4 та 14) збуджує поверхневі акустичні хвилі (див. схеми на фіг. 7 та 19) в обох акустичних трактах у вигляді акустичних пакетів. Кожен з акустичних пакетів розповсюджується незалежно від іншого за індивідуальною траєкторією: перетворювач (позиція 4 або 9) поверхневих акустичних хвиль - відбивач (позиція 5 або 10) поверхневих акустичних хвиль - перетворювач (позиція 4 або 9) поверхневих акустичних хвиль (див. схему на фіг. 20). Після проходження вказаної траєкторії на перетворювачі (позиція 4 або 9) поверхневих акустичних хвиль збуджується затриманий в часі радіоімпульс (ехоімпульс) відгуку, який реєструється вимірювальним пристроєм (позиція 15). Час затримки кожного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгуку, а від так, і його фазовий зсув (див. схему на фіг. 17-20), залежить від протяжності окремого акустичного тракту, який змінюється в залежності від температури акустичного звукопроводу (позиція 2 або 7) та його механічної деформації. Температура обох акустичних звукопроводів (відповідно, позиція 2 та 7) змінюється однаково і пропорційно змінює довжину кожного акустичного тракту. Механічна деформація сенсора (позиція 1) (див. схему на фіг. 5), що викликана тиском, перепадом тиску, витратою речовини або іншою вимірювальною величиною, призводить до взаємно протилежного вигину кожного акустичного тракту (див. схему на фіг. 5), а від так, і протилежного фазового зсуву в відповідних радіоімпульсах (на фіг. 20 зазначено: ао - радіоімпульс запиту, а1, а2, аі радіоімпульси/ехоімпульси №№ 1, 2, ...і, де а1=а2=а3=... аі, в - тимчасовій інтервал існування єдиного радіоімпульсу/ехоімпульсу, с - область взаємного перекриття зазначених імпульсів). Шляхом вимірювання фазового зсуву кожного окремого радіоімпульсу відгуку у вимірювальному пристрої (позиція 15) вираховується температура речовини і тиск, або/і перепад тиску, або/і витрата речовини (позиція 18), в залежності від кількості радіоімпульсів відгуку (див. схему на фіг. 20). Зазначене забезпечується тим, що: - найкоротша протяжність акустичного тракту виконана такою що забезпечує час затримки відповідного радіоімпульсу відгук у більшим ніж тривалість радіоімпульсу запиту (див. схему на фіг. 20). Це дає змогу розділити в часі формування радіоімпульсу запиту і прийом радіоімпульсів (ехоімпульсів) відгуку; - протяжність кожного наступного акустичного тракту виконана так, що забезпечує час затримки кожного наступного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгук у збільшеним відносно попереднього на тривалість радіоімпульсу запиту. Це дає змогу отримати повністю незалежні від інших радіоімпульси 13 39547 відгук у (як наслідок - максимальна точність вимірів): - довжина кожного наступного акустичного тракту виконана так, що забезпечує час затримки кожного наступного радіоімпульсу (ехоімпульсу) відгук у збільшеним відносно попереднього на термін менш ніж тривалість радіоімпульсу запиту. (Часткове суміщення в часі радіоімпульсів відгуку наслідок - зменшення довжини сенсора); - кількість окремих акустичних трактів (відбивачів (позиція 5 або 10) поверхневих акустичних хвиль) залежить від кількості вимірюваних параметрів речовини (температура, тиск, перепад тиску і т.д.) плюс один. Це дає змогу отримати необхідні параметри без залежності від стану лінії зв'язку (або позиція 16, або позиція 17) між сенсором (позиція 1) і вимірювальним пристроєм (позиція 15). Підвищення ефективності застосування сенсору на поверхневих акустичних хвилях, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом з'єднання в єдину конструкцію додаткового акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль та базового акустичного звукопроводу, що забезпечує підвищення чутливості сенсору та точності виміру ним параметрів речовини із-за можливості забезпечення протилежної деформації під дією потоку рідини. Підвищення ефективності застосування сенсору на поверхневих акустичних хвиля х, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається також й шляхом герметизації 14 внутрішньої порожнини сенсору, яка утворюється між поверхнями базового та додаткового акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль, на яких розташовані, відповідно, базові і додаткові перетворювачі поверхневих акустичних хвиль та базові і додаткові відбивачі поверхневих акустичних хвиль, і внутрішньою поверхнею елементу захисту від навколишнього середовища (при з'єднанні між собою зазначених базового та додаткового акустичного звукопроводу поверхневих акустичних хвиль), що забезпечує захист акустичного тракту сенсору від впливу навколишнього середовища, особливо, якщо воно є агресивним. Джерела інформації 1. Сборник статей IV Всесоюзной научнотехнической конференции «Методы и приборы для измерения расхода количества жидкости, газа и пара».М., ЦНИИТЭИ приборостроения, 73, стр. 6-12. 2. A. Pohl, R. Steindl, L. Reindl, and F. Seifert, «Wirelessly interrogable sensors for different purposes in industrial radio channel,» in Proc. IEEE Ultrason. Symp., Sendai, Japan, pp. 347-350, 98. 3. A. Pohl, A. Springer, L. Reindl, F. Seifert, and R. Weigel, «New applications of wirelessly interrogable passive SAW sensors,» in Proc. MTT-S, Baltimore, MD, pp. 503-506, 98 - аналог. 4. Патент США №7140261 «Acoustic wave flow sensor», Виданий 28.11.2006р., МПК 7 G 01 L 11/00-11/04, G 01 N 29/00-29/28 -прототип. 15 39547 16 17 39547 18 19 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 39547 Підписне 20 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601