專利名稱：Love波型超微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，特別涉及一種LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)
量的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
質(zhì)量是指一種物質(zhì)中所含物質(zhì)量多少的標(biāo)識(shí)量。通過(guò)對(duì)物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量,不僅可以確定某種物質(zhì)量的多少，同時(shí)，由于不同的物質(zhì)、元素具有相對(duì)固定的密度，因此，通過(guò)確定單位數(shù)量或體積物質(zhì)的質(zhì)量，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該物質(zhì)的標(biāo)識(shí)和辨識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)和探索，已經(jīng)從宏觀世界進(jìn)入原子、離子、DNA等微觀物質(zhì)的范疇， 對(duì)物質(zhì)質(zhì)量的度量也逐漸從千克、克進(jìn)入毫克、微克、納克等微量的計(jì)量范疇，因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)微量物質(zhì)的計(jì)量對(duì)科學(xué)研究、人類自身發(fā)展都具有重要的意義和價(jià)值。LOVE波是由于壓電基片存在的逆壓電效應(yīng)，利用輸入叉指換能器將激勵(lì)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲信號(hào)，并能夠被約束在波導(dǎo)層中傳播的一種聲波信號(hào)，并且，這種聲信號(hào)可以借助于壓電基片同時(shí)存在的壓電效應(yīng)，利用輸出插指換能器將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的電信號(hào)進(jìn)行輸出。由于LOVE波信號(hào)被約束在波導(dǎo)層中傳播，所以很容易受到波導(dǎo)層表面質(zhì)量加載效應(yīng)的影響，進(jìn)而引起LOVE波傳輸特性發(fā)生改變，因此，通過(guò)對(duì)LOVE波器件輸出特性的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)波導(dǎo)層表面加載物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量。目前，還很少有利用LOVE波器件輸出特性實(shí)現(xiàn)對(duì)波導(dǎo)層表面加載物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)毫克以及毫克以下物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案一種LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，包括在同一壓電基片材料上制作的一個(gè)輸入叉指換能器、兩個(gè)相同的輸出叉指換能器、輸入叉指換能器的第一電極、輸入叉指換能器的第二電極、輸出叉指換能器的第一電極、輸出叉指換能器的第二電極，以及覆蓋在輸入叉指換能器、輸出叉指換能器和壓電基片上的LOVE波波導(dǎo)層；所述輸入叉指換能器的第一電極、輸入叉指換能器的第二電極、輸出叉指換能器的第一電極和輸出叉指換能器的第二電極的末端均從LOVE波波導(dǎo)層中伸出；所述兩個(gè)輸出叉指換能器分別對(duì)稱設(shè)置在輸入叉指換能器的左、右兩側(cè)，輸入叉指換能器與輸出叉指換能器之間的區(qū)域?yàn)闇y(cè)量區(qū)域。本發(fā)明還包括如下其他技術(shù)特征所述的LOVE波波導(dǎo)層的厚度h的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，包括在同一壓電基片材料(1)上制作的一個(gè)輸入叉指換能器(2)、兩個(gè)相同的輸出叉指換能器(3)、輸入叉指換能器的第一電極(5)、輸入叉指換能器的第二電極(6)、輸出叉指換能器的第一電極(7)、輸出叉指換能器的第二電極(8)，以及覆蓋在輸入叉指換能器(2)、輸出叉指換能器(3)和壓電基片(I)上的LOVE波波導(dǎo)層(4);所述輸入叉指換能器的第一電極(5)、輸入叉指換能器的第二電極(6)、輸出叉指換能器的第一電極(7)和輸出叉指換能器的第二電極(8)的末端均從LOVE波波導(dǎo)層(4)中伸出；所述兩個(gè)輸出叉指換能器(3)分別對(duì)稱設(shè)置在輸入叉指換能器(2)的左、右兩側(cè)，輸入叉指換能器(2)與輸出叉指換能器(3)之間的區(qū)域?yàn)闇y(cè)量區(qū)域(9)。
2.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的LOVE波波導(dǎo)層(4)的厚度h的計(jì)算公式為 h = —r^=^(I) 4 池2 -Vl式中，厚度h指LOVE波波導(dǎo)層(4)在水平高度上高出壓電基片材料(I)的距離，單位米；VS是在壓電基片材料(I)上傳播的聲表面波速度，單位米/秒；' 是在LOVE波波導(dǎo)層(4)中傳播的LOVE波速度，單位米/秒；f為所設(shè)計(jì)器件的中心頻率，單位赫茲。
3.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的LOVE波波導(dǎo)層(4)采用體橫波速度、密度均小于壓電基片材料(I)體橫波速度、密度的材料。
4.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的輸入叉指換能器(2)與輸出叉指換能器(3)具有相同尺寸的聲孔徑，該聲孔徑的尺寸為壓電基片材料(I)上聲表面波波長(zhǎng)的60倍到100倍。
5.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的輸入叉指換能器(2)與兩個(gè)輸出叉指換能器(3)之間的間距相等，均為I微米到5厘米。
6.如權(quán)利要求5所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述輸入叉指換能器(2)與每個(gè)輸出叉指換能器(3)之間的間距為5毫米。
7.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的輸入叉指換能器(2)和輸出叉指換能器(3)是等叉指換能器或變跡叉指換能器。
8.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的壓電基片材料(I)采用壓電晶體。
9.如權(quán)利要求I所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的輸入叉指換能器的第一電極(5)、輸入叉指換能器的第二電極(6)、輸出叉指換能器的第一電極(7)和輸出叉指換能器的第二電極(8)從LOVE波波導(dǎo)層(4)伸出的長(zhǎng)度均大于I微米。
10.如權(quán)利要求9所述的LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的輸入叉指換能器的第一電極(5)、輸入叉指換能器的第二電極(6)、輸出叉指換能器的第一電極(7)和輸出叉指換能器的第二電極(8)從LOVE波波導(dǎo)層(4)伸出的長(zhǎng)度均為2毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種LOVE波型微量物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量裝置，包括在同一壓電基片材料上制作的一個(gè)輸入叉指換能器、兩個(gè)相同的輸出叉指換能器、輸入叉指換能器的第一電極、輸入叉指換能器的第二電極、輸出叉指換能器的第一電極、輸出叉指換能器的第二電極，以及覆蓋在輸入叉指換能器、輸出叉指換能器和壓電基片上的LOVE波波導(dǎo)層；輸入叉指換能器的第一電極、輸入叉指換能器的第二電極、輸出叉指換能器的第一電極和輸出叉指換能器的第二電極的末端均從LOVE波波導(dǎo)層中伸出；兩個(gè)輸出叉指換能器分別對(duì)稱設(shè)置在輸入叉指換能器的左、右兩側(cè)，輸入叉指換能器與輸出叉指換能器之間的區(qū)域?yàn)闇y(cè)量區(qū)域。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)毫克以及毫克以下物質(zhì)質(zhì)量的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01G9/00GK102749130SQ20121022251
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者丁娜, 巨永鋒, 文常保, 李演明, 溫立民, 許宏科 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)