专利名称：表面声波传感器系统和使用多次过境回声波的测量方法
技术领域：
本发明涉及具有实质上高的灵敏度和集成度的表面声波(SAW)传感器系统、以及使用多次过境回声波(multiple-transit-echo wave)的测量方法。
背景技术：
SAff传感器指的是利用基部和表面感测技术和SAW来检测或测量物理量或化学量的绝对值、物理量或化学量的变化、或者来自目标的声、光或无线电波的强度并将它们转化为电信号的兀件或器件。SAW传感器根据目标类型而分类。例如，SAW传感器可以包括用于检测蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)、病毒、细菌、细胞、组织等的生物传感器，用于检测毒气、易燃气体等的气体传感器，用于检测温度的温度传感器，用于检测压力的压力传感器，以及用于检测湿度的湿度传感器。SAW传感器可以用于各种工业领域中。
发明内容
本发明提供一种具有实质上高的灵敏度和集成度的表面声波(SAW)传感器系统以及使用多次过境回声波的测量方法。在实施例中，一种SAW传感器系统包括信号产生部件,提供第一电信号；SAW传感器，连接到信号产生部件以接收第一电信号，该SAW传感器用于将第一电信号转化为SAW，当测量目标接触检测区域时输出与测量目标对应的SAW，并将与测量目标对应的SAW转化为第二电信号；以及信号测量部件，连接到SAW传感器的一侧且通过按时选通多次过境回声波来检测第二电信号的变化。SAff传感器可以包括压电基板和输入部件，该输入部件设置在压电基板一侧且将第一电信号转化为SAW。SAW传感器还可以包括感测部件和输出部件，其中感测部件设置在压电基板上，感测部件输出与测量目标对应的SAW从而感测测量目标，且其中输出部件设置在压电基板的另一侧且在输出部件中将与测量目标对应的SAW转化为第二电信号。在另一实施例中，一种SAW传感器系统包括SAW传感器；以及信号测量部件,其中SAW传感器包括输入部件、输出部件以及设置在输入部件与输出部件之间的感测部件，其中来自输入部件的SAW被输出部件的一部分反射且第一反射的SAW朝向输入部件移动，其中该第一反射的SAW被输入部件的一部分进一步反射，并且第二反射的SAW朝向输出部件移动，其中该第二反射的SAW是N次过境回声波(N multiple-transit-echo wave), N为三，其中输出部件将该第二反射SAW转化成电信号，并且其中连接到SAW传感器的信号测量部件通过按时选通N为三的该N次过境回声波来检测电信号的改变。在另一实施例中，一种使用多次过境回声波的测量方法包括将第一电信号转化为SAW ;利用SAW感测目标；输出与所感测的目标对应的SAW ;将与目标对应的SAW转化为第二电信号；以及通过按时选通该多次过境回声波来检测第二电信号的改变。
根据使用多次过境回声波的测量方法，SAW传感器的灵敏度和集成度得到实质性改善。因此，SAW传感器的制造成本可以显著减�。蛭杂谙嗤康脑裕纳频募啥刃枰〉幕迕婊�。
通过参照附图更详细地描述本发明的示范性实施例，本发明的以上和其他的实施例、优点和特征将将变得更加显然，附图中图I是SAW传感器的实施例的图；图2是图I的SAW传感器的实施例沿线ΙΙ-ΙΓ的剖视图；图3是曲线图，示出SAW的实施例的时域(time domain)；图4是曲线图，示出根据甘油浓度的主波和三次过境回声波的相位变化的实施 例；图5是曲线图，示出根据甘油浓度的主波和三次过境回声波的幅度变化的实施例；以及图6是曲线图，示出根据肌钙蛋白I (Troponin I)的主波和三次过境回声的相位变化的实施例。
具体实施例方式在下文将参照附图更充分地描述本发明，附图示出非限制性的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应解释为限于这里阐述的示例实施例。而是，提供这些实施例使得本公开彻底和完整，且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。相似的附图标记始终表示相似的元件。将理解，当一元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者它们之间可以存在居间元件。相反，当一元件被称为“直接”在另一元件“上”时，则没有居间元件存在。这里使用时，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多的任意和全部组合。将理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在这里用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不偏尚本发明的教导。 这里使用的术语仅用于描述特定实施例，而无意进行限制。这里使用时，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外表示。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指明所述区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多其他区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。此外，相对性术语诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”可以在这里用来描述一个元件与另一元件如附图所示的关系。将理解，相对性术语旨在涵盖器件的除了附图所示取向之外的不同取向。例如，如果附图之一中的器件被倒置，则描述为在其他元件“下”侧的元件于是将取向为在其他元件“上”侧。因此术语“下”能够根据附图的特定取向而涵盖“下”和“上”两种取向。类似地，如果附图之一中的器件被倒置，则描述为在其他元件“下面”或“下方”的元件于是将取向为在其他元件“上面”。因此，术语“下面”或“下方”能够涵盖上面和下面两种取向。除非另行定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。还将理解，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域和本公开的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。这里参照截面图描述了一个或更多实施例，截面图是理想化实施例的示意图。因而，由于例如制造技术和/或公差导致的图示形状的变化是可以预期的。因此，这里描述的实施例不应理解为限于这里示出的区域的特定形状，而是将包括由例如制造引起的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通�？梢跃哂写植诤�/或非线性的部分。此外，示出的 尖角可以是倒圆的。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，它们的形状无意示出区域的精确形状且无意限制权利要求的范围。在下文，将参照附图更详细地描述本发明的实施例。表面声波这里使用时，术语“表面声波(SAW) ”一般指的是机械波运动而不是电磁波，其由于各种原因诸如外部热力、机械力或电力等而从颗粒的移动产生。SAW通常包括集中在弹性体的表面上的振动能，其沿固体的表面传播，就像地震沿地面传播那样。通过介质传播的波通常分成三个不同分量，纵波、横波和表面波。纵波是移动方向基本平行于颗粒位移方向的波。相反，横波的移动方向基本垂直于颗粒的位移方向。表面波由于纵波和横波的矢量的组合而产生。通常，约90%或更多的纵向位移分量和横向位移分量在离材料表面一个波长的长度内消失，其大多数能量集中在离表面一个波长的长度内。因此，SAW也称为横波或瑞利波(Rayleigh wave)。SAW通常例如根据类型而分为水平剪切SAW(SH SAW)和表面横波(STW)，例如根据用途分为弯曲平板波(FPW)、勒夫波(Love wave)、掠面体波(skimming surface bulkwave)和拉姆波(Lamb wave)，但不限于此。在这些之中，例如，拉姆波主要用于检测气体，勒夫波主要用于检测液体。SAW传感器系统根据一实施例，提供利用多次过境回声波的具有高灵敏度和集成度的SAW传感器系统。SAW传感器系统可以包括信号产生部件、连接到信号产生部件的SAW传感器、以及连接到SAW传感器的信号测量部件。这里使用时，术语“灵敏度”指的是相对于目标的传感器的输出信号的变化程度。这里使用时，术语“集成度”指的是具有预定面积的一个基板上的SAW传感器的数目。根据一实施例，SAff传感器系统的灵敏度可以利用多次过境回声波而得到实质性改善。这里使用时，术语“信号产生部件”指的是向SAW传感器提供电信号的区域(或组元)O
在一范性实施例中，信号产生部件可以例如对SAW传感器米用振荡技术,该振荡技术把来自SAW传感器的输出信号施加回到输入信号。在使用多个SAW传感器的情况下，多个SAW传感器中的每个可以独立振荡，但不限于此。备选地，具有特定频率的信号可以利用网络分析仪从SAW传感器外部施加到SAW传感器。这里使用时，术语“SAW传感器”指的是使用SAW感测目标的物理性质和/或化学性质的存在和不存在的器件。SAW传感器可以将电信号转化为SAW，利用SAW来感测在感测区域上的目标，然后将与目标对应的SAW输出转化为电信号。SAW传感器可以包括压电基板和输入部件。SAW传感器的示范性实施例在图I和图2中示出。
这里使用时，“压电基板100”指的是包括压电材料的基板。压电材料具有在施加机械信号时改变的电特性(也就是，压电效应)。相反地，当施加电信号时产生机械信号(也就是，逆压电效应)。压电材料可以包括金属氧化物或绝缘材料，但不限于此。压电材料可以包括金属氧化物，诸如铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、钛酸钡(BaTiO3)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)、石英和铌酸盐、块磷铝矿、黄玉、电气石族材料、铌酸钾、钨酸钠、Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15、或者它们的任意组合，但不限于此。压电材料可以包括压电聚合物或共聚物，或者包括一种或更多压电聚合物的混合物，但不限于此。例如，压电聚合物可以是聚偏二氟乙烯，也可以使用聚偏二氟乙烯的共聚物或混合物。共聚物可包括嵌段共聚物、交替嵌段共聚物、随机共聚物、随机嵌段共聚物、接枝共聚物、星型嵌段共聚物、或者它们的任意组合。可与聚偏二氟乙烯共聚的聚合物可以包括聚三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酰胺、聚六氟丙烯、聚丙烯酸、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚乙缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸化物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、多芳基化合物、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并恶唑、聚苯酞(polyphthalides)、聚乙缩醒、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚卤乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、或者它们的任意组合。共聚物可以包括电绝缘聚合物，且可以通过添加本征导电聚合物或导电填料到各聚合物而被赋予导电性。此外，压电材料可以包括复合物，复合物含有与其他压电聚合物混合的聚合物。压电聚合物可以包括显示压电特性的填料以形成压电复合物。例如，压电填料可以包括铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、四硼酸锂(Li2B4O7)、钛酸钡(BaTiO3)、锆酸铅(PbZrO3)、钛酸铅(PbTiO3)、锆钛酸铅(PZT)、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)、石英和铌酸盐、块磷铝矿、黄玉、电气石族材料、铌酸钾、钨酸钠、Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15以及它们的任意组合，但不限于此。在一示范性实施例中，可以使用36° YXLiTaO3(LT)基板。这里使用时，术语“输入部件200”指的是设置在压电基板100 —侧的用于将从信号产生部件施加的电信号转化成是机械信号的SAW的区域。在一示范性实施例中，输入部件200可以包括交叉指型换能器(IDT)。输入部件200还可以包括电极焊盘(未示出)，用于接收来自设置于输入部件200的一端上的信号产生部件(未不出)的电信号。在一示范性实施例中，输入部件200可以通过将压电基板100上的金属性材料构图成预定形状而设置。金属性材料可以例如包括薄膜金属诸如铝合金、铜合金或金，但不限于此。为了防止金属性材料由于暴露到大气或湿气而被腐蚀，保护层诸如抗氧化层可以设置在金属性材料的表面上。例如，金属性材料可以包括铝或铝合金以及设置在其表面上的铝氧化物薄膜。铝合金可以包括作为主要成分的铝(Al)以及下列材料中的至少一种钛(Ti)、硅(Si)、铬(Cr)、钨(W)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pb)、铌(Nb)、钽(Ta)、锌(Zn)、钒(V)、以及它们的任意组合。铝氧化物薄膜可以是人工或自然形成的铝氧化物。此外，由于金属性材料可以在溶液中操作，所以绝缘层可以设置在压电基板100 上。绝缘层可以用于绝缘IDT电极，且在产生勒夫波时也用作波导层。绝缘层和波导层可以包括聚合物诸如硅氧化物(SiO2)层、硅氮化物(SixNy)层、锌氧化物(ZnO)层、聚对二甲苯基层、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或者它们的任意组合。在一个示范性实施例中，例如，硅氧化物层可以作为单绝缘层构造单独使用，或者锌氧化物层和硅氧化物层可以作为多绝缘层构造使用。SAff传感器还可以包括感测部件800和输出部件300。这里使用时，术语“感测部件”设置在压电基板100上且指的是一区域，当目标接触感测部件的该区域时该区域能够用从输入部件200提供的SAW输出与目标对应的SAW。感测部件800可以通过输入部件200与输出部件300之间的延迟线来构造，且可以包括膜形式或单元形式(cell form)。当目标接触到感测部件的表面时，例如，由于各种原因诸如压力、旋转力、震动、张力、重力、质量、蒸发、生化、温度、湿度、冷冻、粘性、位移、流动性、感光、光角度、加速度、磨损、污染的影响，可以产生对应于目标的SAW，其在频率、相位、幅度或时钟脉冲数(numberof clocks)方面与从输入部件200发送的SAW实质上不同。目标可以包括例如蛋白质、DNA、病毒、细菌、细胞、组织、气体、温度、湿度，但不限于此。这里使用时，“输出部件300”设置在压电基板100的一侧，指的是能将机械信号转化为电信号从而分析从感测部件输出且接收的与目标对应的SAW的区域。在一个示范性实施例中，输出部件300可以设置在与输入部件200相反一侧，感测部件插置在它们之间。输出部件300可以具有与输入部件200相似的形状(见图I和2)或者从输入部件200修改的形状(未示出)。输出部件300可以包括电极焊盘(未示出)以用于输出信号到信号测量部件，该信号测量部件可以设置在输出部件300的一端。输出部件300可以通过将压电基板100上的金属性材料构图成预先设定的形状来设置。金属性材料与输入部件200中的基本相同。在实施例中，SAff传感器可以根据目标类型而分类。例如，SAff传感器可以包括用于检测蛋白质、DNA、病毒、细菌、细胞、组织等的生物传感器，用于检测毒气、易燃气体等的气体传感器，用于检测温度的温度传感器，用于检测压力的压力传感器，以及用于检测湿度的湿度传感器，但不限于此。
这里使用时，术语“信号测量部件”指的是能通过例如使多次过境回声波按时选通(time-gating)来测量电信号变化的区域。变化的信号在输出部件300中被检测。这里使用时，术语“按时选通”指的是选择和测量所产生的波中以规则时间间隔存在的特定波的技术。信号测量部件可以利用所检测的信号来检测结合到感测部件的目标。例如，当待测目标接触到感测部件时，电信号的频率、相位、幅度、时钟脉冲数等在输出部件300中改变。因此，信号测量部件可以检测目标接触到感测部件的事实，并可以定性地或定量地分析目标。这里使用时，“多次过境回声波”指的是这样的波，其形成为使得来自输入部件200的SAW在输出部件300与输入部件200之间反射。多次过境回声波可以在构成输入部件200和输出部件300的IDT的金属性薄膜导致阻抗和负载的不连续时产生，SAW被IDT的指(finger)反射。在一个实施例中，阻抗在波传播期间具有固定值，而与多次过境回声波的过境次数无关，但不限于此。多次过境回声波可以例如包括N次过境回声波，其中N是奇数且大于三，诸如三次 过境回声波或五次过境回声波。在实施例中，在三次过境回声波500的情况下，来自输入部件200的SAW被输出部件300反射且朝向输入部件200移动，被输入部件200再次反射且移动回到输出部件300，然后跟随主波400到达输出部件300。如图I所示，由于三次过境回声波500经过感测部件三次，所以介质对三次过境回声波的影响是经过感测部件一次的主波400的约三倍，延迟时间也是主波400的约三倍。根据实施例，电信号的改变可以通过按时选通例如多次过境回声波诸如三次过境回声波或五次过境回声波而不是主波400来测量。当多次过境回声波用于输出信号时，与当主波用于输出信号时相比，表面上的介质接触的影响增大，因此可以进一步改善SAW传感器的灵敏度。此外，由于输出信号与SAW行经的延迟线的长度成比例，所以在按时选通多次过境回声波的情况下，与按时选通主波的情况相比，可以以更短的延迟线长度实现基本相同的输出信号。在一个实施例中，延迟线的长度可以比波长的一百倍更长以具有实质上足够的灵敏度，但不限于此。在不范性实施例中，三次过境回声波被按时选通然后被测量。在实施例中，信号测量部件例如可以包括诸如网络分析仪、矢量伏特计、频率计数器、相位测量器或示波器的装置，但不限于此。在示范性实施例中，三次过境回声波利用网络分析仪被按时选通。根据另一实施例，提供一种使用多次过境回声波的测量方法。该方法包括将电信号转化为SAW ;利用SAW检测目标；输出与检测的目标对应的SAW ;将所述对应的SAW转化为电信号；以及通过按时选通多次过境回声波部分来检测电信号的改变。该方法还可以包括检测所述目标。首先，电信号通过例如输入部件200的输入IDT转化为SAW，SAW是机械信号。SAff的物理、化学或电反应可以在感测部件接触到目标时改变。例如，SAW的输出信号的频率、相位、幅度、时钟脉冲数等可以改变。改变的SAW通过例如输出部件300的输出IDT转化为电信号。如果目标接触到感测部件且因此感测部件的重量改变，则被输入IDT激发的SAW的剪切速度(shear speed)可以改变。然后，多次过境回声波被按时选通，且电信号的频率、相位、幅度或时钟脉冲数的改变被测量。以此方式，可以例如精确地检测目标的物理性质，诸如压力、旋转力、震动、张力、重力、质量、蒸发、生化、温度、湿度、冷冻、粘性、位移、流动性、感光、光角度、加速度、磨损、或污染，但不限于此。此外，可以定性或定量地分析目标。当多次过境回声波用于输出信号时，与当主波用于输出信号时的情况相比，可以进一步改善SAW传感器的灵敏度。当使用三次过境回声波时，接触表面的介质对输出信号的影响理论上是使用主波的情况下的约三倍高。因此，当使用三次过境回声波时SAW传感器的灵敏度可以基本提高到约三倍。此外，由于接触表面的介质对五次过境回声波的影响可以是主波的情况的五倍高，所以使用五次过境回声的SAW传感器的灵敏度可以基本上提高到约五倍。然而，不限于该理论。在使用多次过境回声波进行测量的情况下，与使用主波的情况相比，可以以更短的延迟线长度获得具有基本相同灵敏度的输出信号。例如，在三次过境回声波的情况下，与主波的情况相比，延迟线的长度可以减小到约三分之一(1/3)。类似地，在五次过境回声波的情况下，延迟线的长度可以减小到约五分之一 (1/5)。根据该实施例，当在SAW传感器中使用多次过境回声波用于测量时，更多数量的传感器可以集成在基本相同尺寸的基板上，因此每个SAW传感器的制造成本可以被显著减少。在下文，将更详细地描述本发明的示范性实施例和实验示例。然而，它们无意限制本发明的范围。示例I/SAW的时域测量具有约400兆赫(MHz)频率的电信号通过信号发生器施加到图I和图2所示的SAW传感器，输出SAW的时域被测量。结果在图3中示出。该实施例为举例说明，具有任何频率的电信号可以施加到SAW传感器。在一个实施例中，具有高达IGHz频率的电信号可以施加到SAW传感器而没有实质上大的功率损失。参照图3，在时域上峰依次以RF馈通(RF feed-through) 600、主波400、三次过境回声波500和五次过境回声波700的顺序出现。由于三次过境回声波的行进距离是主波的三倍长，所以三次过境回声波的输出信号被接触表面的介质影响约三倍大。而五次过境回声波的输出信号被接触表面的介质影响约五倍大，因为五次过境回声的行进距离是主波的五倍长。示例2/根据甘油浓度的主波和三次过境回声波的相位变化稀释在蒸馏水中的甘油用作36° YXLiTaO3(LT)基板上的SAW传感器的目标，并通过网络分析仪(从Agilent Technologies, Inc.商业购买的8753ES网络分析仪)测量根据甘油浓度的相位变化。结果示于表I和图4中。表I
权利要求
1.一种表面声波(SAW)传感器系统,包括 信号产生部件，提供第一电信号； SAff传感器，连接到该信号产生部件以接收该第一电信号，该SAW传感器用于将该第一电信号转化为SAW，当测量目标接触感测区域时输出与测量目标对应的SAW，并将与测量目标对应的SAW转化为第二电信号；以及 信号测量部件，连接到该SAW传感器的一侧且通过按时选通多次过境回声波来检测该第二电信号的变化。
2.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中该SAW传感器包括 压电基板；以及 输入部件，设置在该压电基板的一侧且将该第一电信号转化为SAW。
3.如权利要求2所述的SAW传感器系统，其中该SAW传感器还包括 感测部件和输出部件， 其中该感测部件设置在该压电基板上，该感测部件输出与所述测量目标对应的SAW从而感测所述测量目标，且 其中该输出部件设置在该压电基板的另一侧且在该输出部件中将与所述测量目标对应的SAW转化为所述第二电信号。
4.如权利要求3所述的SAW传感器系统,其中该多次过境回声波被该输出部件的一部分反射至少一次，且 其中该多次过境回声波还被该输入部件的一部分反射至少一次。
5.如权利要求2所述的SAW传感器系统，还包括 设置在该压电基板上的抗氧化膜。
6.如权利要求2所述的SAW传感器系统，还包括 设置在该压电基板上的绝缘膜。
7.如权利要求3所述的SAW传感器系统,其中该输入部件和该输出部件中的至少一个包括交叉指型换能器(IDT)。
8.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中该SAW选自弯曲平板波、勒夫波、掠面体波和拉姆波。
9.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中所述测量目标是蛋白质、DNA、病毒、细菌、细胞、组织、气体、温度、压力和湿度中的至少一种。
10.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中该SAW传感器选自生物传感器、气体传感器、温度传感器、压力传感器和湿度传感器。
11.如权利要求I所述的SAW传感器系统,其中该多次过境回声波是N次过境回声波中的至少一种，其中N是奇数且等于或大于3。
12.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中该信号测量部件检测所述电信号的频率、相位、幅度和时钟脉冲数中的至少一种的变化。
13.如权利要求I所述的SAW传感器系统，其中该信号测量部件检测所述测量目标的压力、旋转力、震动、张力、重力、质量、蒸发、生化、温度、湿度、冷冻、粘性、位移、流动性、感光、光角度、加速度、磨损和污染中的至少一种。
14.一种表面声波(SAW)传感器系统,包括SAW传感器；以及 信号测量部件， 其中该SAW传感器包括输入部件、输出部件以及设置于该输入部件和该输出部件之间的感测部件， 其中来自该输入部件的SAW被该输出部件的一部分反射且被第一次反射的SAW朝向该输入部件移动， 其中被第一次反射的SAW被该输入部件的一部分进一步反射且被第二次反射的SAW朝向该输出部件移动， 其中被第二次反射的SAW是N次过境回声波，N为三， 其中该输出部件将被第二次反射的SAW转化成电信号，且 其中连接到该SAW传感器的信号测量部件通过按时选通N为三的该N次过境回声波来检测所述电信号的改变。
15.如权利要求14所述的SAW传感器系统，其中该感测部件设置在压电基板上。
16.如权利要求15所述的SAW传感器系统，还包括 绝缘膜，设置在该压电基板上。
17.如权利要求14所述的SAW传感器系统，其中该输入部件和该输出部件中的至少一种包括交叉指型换能器(IDT)。
18.如权利要求14所述的SAW传感器系统，其中该信号测量部件检测该电信号的频率、相位、幅度和时钟脉冲数中的至少一种的变化。
19.一种是用多次过境回声波的测量方法，包括 将第一电信号转化为SAW; 利用该SAW检测目标； 输出与所检测的目标对应的SAW ； 将与所述目标对应的SAW转化为第二电信号；以及 通过按时选通该多次过境回声波来检测该第二电信号的改变。
20.如权利要求19所述的方法，其中该SAW选自弯曲平板波、勒夫波、掠面体波和拉姆波。
21.如权利要求19所述的方法，其中该目标是蛋白质、DNA、病毒、细菌、细胞、组织、气体、温度、压力和湿度中的至少一种。
22.如权利要求19所述的方法，其中该多次过境回声波是N次过境回声波中的至少一种，其中N是奇数且大于或等于3。
23.如权利要求19所述的方法，其中该第二电信号的改变是电信号的频率、相位、幅度和时钟脉冲数中的至少一种的改变。
24.如权利要求19所述的方法，还包括检测所述目标。
25.如权利要求24所述的方法，其中检测所述目标包括检测该目标的压力、旋转力、震动、张力、重力、质量、蒸发、生化、温度、湿度、冰冻、粘性、位移、流动性、感光、光角度、加速度、磨损和污染中的至少一种。
26.如权利要求19所述的方法，其中利用所述多次过境回声波的测量提供比利用主波的测量更高的灵敏度。
全文摘要
本发明提供了表面声波传感器系统和使用多次过境回声波的测量方法。该表面声波(SAW)传感器系统包括信号产生部件，施加电信号到SAW传感器；SAW传感器，连接到该信号产生部件，用于将电信号转化为SAW，利用该SAW来感测测量目标，并将与测量目标对应的SAW输出转化为电信号；以及信号测量部件，连接到该SAW传感器的一侧，通过按时选通多次过境回声波来检测该电信号的变化。
文档编号G01L1/25GK102866198SQ20111045374
公开日2013年1月9日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年7月8日
发明者都*弼, 金常圭, 金*永, 李右昶, 郑在连, 李守*, 崔伦硕 申请人:三星电子株式会社
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