(57)【要約】圧力モニターが、硬質フレームを備えたベースと、ベースに固定されベースとともに実質的に流体密チェンバーを規定する蓋を有している。蓋の少なくとも一部が、可撓性であり、ダイアフラムを形成してモニターを取り巻く流体圧の変化に応答して偏位し、突出部がダイアフラム上に設けられていてダイアフラムの動きをチェンバー内に配備された偏位可能基板に伝送する。第１ＳＡＷデバイスが偏位可能基板上に担われ、少なくとも第２および第３ＳＡＷデバイスがチェンバー内に取り付けられ、第２ＳＡＷデバイスが基準基板部分上に担われるとともに、前記第１と第３ＳＡＷデバイスの少なくとも一つの伝播方向に対してある角度で傾斜した伝播方向を有している。この構成において、モニターを取り巻くゾーン内の圧力変化によって誘起されたダイアフラムの動きが偏位可能基板の偏位となり、これが前記基準基板部分の偏位なしに偏位可能基板の上に取り付けられたＳＡＷデバイスによって測定可能である。
2005526240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質フレームを有するベースと；ベースに固定されこのベースとともに実質上流体密チェンバーを規定する蓋であって、その少なくとも一部が可撓性であり該モニター周辺の流体圧の変化に応答して偏位するダイアフラムを形成する蓋と；ダイアフラムの偏位をチェンバー内に配備された変形可能基板に伝送するためにフレームのエッジから離れている手段であって、変形可能基板がこれに取り付けられた第１表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスとチェンバー内に取り付けられた少なくとも第２および第３ＳＡＷデバイスを有しており、前記第２ＳＡＷデバイスが基準基板部に担われているとともにその伝播方向が前記第１および第３ＳＡＷデバイスの少なくとも一つの伝播方向に対してある角度で傾斜している手段とを備え、該モニター周辺域内の圧力の変化によって誘起されたダイアフラムの偏位が変形可能基板の変形結果をもたらし、この変形結果が前記基準基板部の変形なしに変形可能基板に取り付けられたＳＡＷデバイスによって測定可能である圧力モニター。  
【請求項２】
前記変形可能基板が、単一基板の第１領域によって形成され、また前記基準基板部が単一基板の第２領域によって形成されている請求項１に記載の圧力モニター。
【請求項３】
前記単一基板が、一端でベース上に支持され、またその長さに沿って部分的に一点で偏位伝送手段によって係合された片持ち梁の形状をなし、前記第１領域がベース支持部と偏位伝送手段の係合点間の基板部分であり、また前記第２領域が偏位手段の係合点と基板の自由端間の基板部分である請求項２に記載の圧力モニター。
【請求項４】
単一基板が、第１支持部材によってベース上に一端で支持されるとともに、第２支持部材によってその長さに沿ってある一点で部分的に支持されたビームの形状をなし、前記第１領域が前記第１支持部材と前記第２支持部材間で基板の部分によって形成され、また前記第２領域が前記第２支持部材を越えて突出する基板の部分によって形成され、偏位伝送手段が前記第１領域と係合する請求項２に記載の圧力モニター。
【請求項５】
前記第１ＳＡＷデバイスが、前記第３ＳＡＷデバイスの伝播方向と平行である伝播方向を有している先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項６】
前記ＳＡＷデバイスの各々が、ＳＡＷ共振装置である先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項７】
前記ＳＡＷデバイスの各々が、異なる共振周波数を有している先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項８】
前記第２ＳＡＷデバイスが、前記第３ＳＡＷデバイスに対して１０〜３０°の範囲の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項９】
前記第２ＳＡＷデバイスが、前記第３ＳＡＷデバイスに対して１６〜２０°の範囲の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項１０】
前記第２ＳＡＷデバイスが、前記第３ＳＡＷデバイスに対して１８°の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項１１】
ＳＡＷデバイスの全てが、単一基板の同じ側に配置されている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項１２】
前記ＳＡＷデバイスが単一基板の両側に分布されている請求項１から１０のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項１３】
前記第３ＳＡＷデバイスが、前記非変形可能基板部上に取り付けられている請求項１に記載の圧力モニター。
【請求項１４】
前記第３ＳＡＷデバイスが、前記第１ＳＡＷデバイスに対して前記変形可能基板の対向側上に取り付けられている請求項１に記載の圧力モニター。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＳＡＷデバイスと併用される圧力モニターに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＷデバイスと併用される圧力モニターは、例えば本出願人による英国特許願ＧＢ−Ａ−２３５２８１４に開示されている。このＳＡＷデバイスは、圧力感知部材の位置を指示する電気信号を発生するのに使用され、例えばダイアフラムであって基準圧を保有するチェンバーを可変圧の印加されたチェンバーから分離するのに使用される。本発明はこのタイプの改良された圧力モニターに関する。ＧＢ２２３５５３３は圧電センサーデバイスを開示しており、その中の表面弾性波デバイスが一体形成硬質集合体によってその周辺の周りで支持された可撓性ダイアフラム上に取り付けられている。例えば、印加圧力の応答によるダイアフラムの偏位が、圧電材料に変形を誘起し、これに対応する変化がＳＡＷデバイスの特性振動数（周波数）に変化を生ぜしめる。従って、ＳＡＷデバイスの特性振動数におけるこれらの変化が、ダイアフラムの偏位の大きさとして、すなわち、これに印加された圧力として使用される。このデバイスは、ＳＡＷデバイスをダイアフラムに取り付けることによって利点を発揮し、デバイスは非常に感度がよくなる。しかし、ダイアフラムのエッジの締め付けに関する機械的エッジ効果が、ＳＡＷデバイスからの信号受信の実行を相当困難にする。さらに、温度の変化がＳＡＷデバイスの特性振動数の変化をもたらし、デバイスの精度に影響を与えることになる。
【特許文献１】英国特許願ＧＢ−Ａ−２３５２８１４
【特許文献２】英国特許第２２３５５３３号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の第１の観点によれば、硬質フレームを有するベースと；ベースに固定されこのベースとともに実質上流体密チェンバーを規定する蓋であって、その少なくとも一部が可撓性であり該モニター周辺の流体圧の変化に応答して偏位するダイアフラムを形成する蓋と；ダイアフラムの偏位をチェンバー内に配備された変形可能基板に伝送するためにフレームのエッジから離れている手段であって、変形可能基板がこれに取り付けられた第１表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスとチェンバー内に取り付けられた少なくとも第２および第３ＳＡＷデバイスを有しており、前記第２ＳＡＷデバイスが基準基板部に担われているとともにその伝播方向が前記第１および第３ＳＡＷデバイスの少なくとも一つの伝播方向に対してある角度で傾斜している手段とを備え、該モニター周辺域内の圧力の変化によって誘起されたダイアフラムの偏位が変形可能基板の変形結果をもたらし、この変形結果が前記基準基板部の変形なしに変形可能基板に取り付けられたＳＡＷデバイスによって測定可能である圧力モニターを提供する。
【０００４】
ＳＡＷデバイスが共振装置タイプであれば、ＳＡＷデバイスの偏位が、偏位によって発生された共振周波数の変化を測定することによって測定でき、また遅延ラインタイプであれば、ＳＡＷデバイスの偏位は偏位によって発生された遅延特性の変化を測定することによって測定できる。従って、モニターに印加されている圧力の変化はＳＡＷデバイスの特性中の変化を観察することによって決定できる。
【０００５】
本発明の特に好ましい実施例において、ＳＡＷデバイスはフレームによって支持され、硬質フレームと蓋によって包囲されたチェンバーの長さに沿って延長している。従って、ダイアフラムとして作用する蓋の偏位が、ＳＡＷデバイスの曲がりを生ぜしめ、これがＳＡＷデバイスの出力の変化となる。
【０００６】
異なる共振周波数を有する三つのＳＡＷ共振装置デバイスを設けることによって、ＳＡＷデバイスの一つの偏位によって発生された周波数変化を分析して、ＳＡＷデバイスの偏位による温度補償指示、従ってダイアフラムの変位を、ＳＡＷデバイスの温度指示と合わせることで得ることができる。三つのＳＡＷデバイスは、共通基板の同じ側に配置するか、二つを共通基板の一方側に、他の一つを共通基板の対向側に配置することができる。別の方法として、二つのそれぞれの基板、すなわち、二つのＳＡＷデバイスを（その同じ側に、またはそれぞれの対向側に）担う一つの基板と、一つのＳＡＷデバイスを担うＳＡＷデバイスを設けてもよい。一つを超える基板を設ける場合、一つのＳＡＷデバイスが蓋のゆがみに起因する変形の影響を受け、他の二つのＳＡＷデバイスが圧力と温度測定のための基準を提供する変形されない構成にしなければならない。非変形ＳＡＷデバイスの一つの方向付けは、明白な温度情報を提供するように他の非変形ＳＡＷデバイスの伝播方向に対して非ゼロ角度である。
【０００７】
本発明の好ましい実施例において、ダイアフラムの偏位をＳＡＷデバイスに伝送するためにフレームのエッジから離れている手段が、蓋に設けられた一つまたはそれ以上の隆起を含んでおり、これがＳＡＷデバイスの基板を押圧するがＳＡＷデバイスに張力を印加することはない。一つまたはそれ以上の隆起は、蓋の材料に形成されたくぼみによるか、または蓋に固定された適切な部材によって設けることができる。
【０００８】
一実施例において、チェンバーは基準圧で気密シールされている。基準圧は、デバイスが作動するゾーン内に配備されたときに、デバイスを取り巻く圧力が基準圧よりも高く、ダイアフラムがベースの内側にゆがむとともにＳＡＷデバイスの一つに力を加える結果となるように選択される。
【０００９】
好ましくは、ベースはセラミックまたは金属ベースであり、これに蓋が固定される。
【００１０】
本発明の一実施例において、単一側部ＳＡＷデバイスが裏側から押圧されるダイアフラム隆起を備えたベースによってうつ伏せに支持され取り付けられ、また第２基板が非ストレイン域に取り付けられるとともに二つの基準ＳＡＷデバイス（一つが圧力用に、またもう一つが温度用に）設けられている。本発明のさらなる実施例において、両側ＳＡＷデバイスが二つの隆起によって伝送された圧力を検出するために使用され、基準ＳＡＷデバイスが温度および圧力基準情報のためにチェンバー内の非ストレイン個所に取り付けられる。
【００１１】
一つのＳＡＷデバイスが他の少なくとも一つに対して傾斜している少なくとも三つのＳＡＷデバイスが、温度と圧力測定の両方を達成するために必要である。ＳＡＷデバイスの二つを、二つの基板の一方側上にそれぞれ取り付けることができ、またはそれらの二つを一つの基板の対向両側上に取り付けることもできる。二つの基板が設けられる場合、蓋は三つの刻み目を含んでいるのが好ましく、これによって二つの基板が各々共通リッジによって一つのエッジに沿って支持され、またそれぞれのリッジによって対向エッジに沿って支持されるようにしてもよい。基板は蓋に沿って並んで延長するようにするのが好ましい。
【００１２】
デバイスは、二つがストレイン状態に、また一つが非ストレイン状態になるように構成される。従って、二つのストレイン状態ＳＡＷデバイスは、一つが圧縮によって変形され、他の一つが蓋の偏位による張力によって変形される。ＳＡＷデバイスは共通基板の対向両側上に、または別々の基板上に配備される。別々の基板が使用される場合、一つのＳＡＷデバイスが圧縮によって変形され、また他のＳＡＷデバイスが張力によって同時に変形されるように構成されなければならない。
【００１３】
好ましくは、ダイアフラムとして作用する蓋は、例えば鉄、コバルト、ニッケル合金のような金属合金である。例えば、蓋はコヴァール（Ｋｏｖａｒ）である。ベースは金属合金（例えば、コヴァール）が好ましいが、例えばセラミック材料のような適切な材料でもよい。
【００１４】
硬質材料の最適曲げ張力は、その寸法および剛性だけでなく、事前存在欠陥の有無にも依存している。本発明のシステム内のＳＡＷデバイスが作動中に曲げられたときに、曲げの外側にある面が、張力を受け、一方曲げの内側にある面が圧縮力を受ける。従って、張力下の面に存在する事前存在欠陥が、弱点域となり、曲げ下にある要素の欠陥の初期源となりそうである。従って、曲げ動作下の欠陥強度は、要素内の最大事前存在欠陥の大きさによって制限される。
【００１５】
慣例的に、平らなクォーツ要素が研磨とラッピング操作によって生成され、結果としてその表面上の多数の小さい欠陥を生じ、その大きさは研磨とラッピング処理の特性となる。従って、要素の圧縮面が研磨仕上げされ、金属をその上に溶着してＳＡＷデバイスの種々の要素を形成することが容易になる。しかし、習慣的に、被張力面は次の二つの理由で仕上げされない。すなわち、第１に要素の両面を研磨するのに包含される超過費用は不必要であると考えられていたため、第２に、非研磨面がＳＡＷデバイスの動作中、多量の波の反射を抑制し、これによってこのような反射に起因する寄生損失を低減すると考えられていたからである。
【００１６】
従って、ＳＡＷデバイスの曲げ強度は、要素の対向両面が磨かれ、表面の欠陥の数および大きさが低減されておれば、すなわち、金属が溶着されＳＡＷデバイスの要素が形成されるとともに圧縮下で使用される間デバイスの曲げられる表面と、使用中のデバイスの曲げがその対向面との両者が張力を受ければ、前記第１および第２面が磨かれ、相当改善されることが分かった。
【００１７】
さらなる改善が、ウエハからデバイスをカッティングすることによって生じるストレスをなくすためにＳＡＷデバイスのエッジを磨くことによって有利に達成される。
【００１８】
本発明のＳＡＷデバイスは、従来の接着剤を使用することで正しい位置に接着することができるが、得られる接着剤の機械的特性がＳＡＷデバイスの応答性および感度を低下させることが分かった。従って、その代わりに、金属化層をデバイスの基板の接着面上に施すことによって達成できるハンダ付けによってＳＡＷデバイスを固定できる利点のあることが分かった。ハンダ付け処理は、トランスデューサのストレイン特性および熱特性の伝送を大きく改善、従ってＳＡＷの精度と感度を改善する利点を有している。
【００１９】
金で形成された外層を有するマルチ金属コーティングで形成された金属化層を提供し、特にＡｕＳｎ共有合金成分ハンダを使用して正しい位置にＳＡＷをハンダ付けする利点が見つかった。
【００２０】
これは金属化層にうまく接着する利点を有し、特にマルチ金属コーティングが、その外側コーティングが金になるようにＳＡＷの接着面に適用されれば、ＡｕＳｎの高い剛性（６８Ｇｐａ）および強度（２７５Ｍｐａテンシル）が、優れたストレイン伝送媒体として作用させることができるために、測定されることが意図された構造要素のストレス・フィールドに特に効果的にＳＡＷを結合する。
【００２１】
従来のポリマー裏打ちフォイル・ストレイン・ゲージとは異なり、単一クリスタル・クォーツが、剛性材料（８０Ｇｐａ）であり、例えば、クォーツＳＡＷデバイス内にスチールで形成された構造部材からストレインをうまく伝送するのに必要とされるストレイン・レベルは必然的に高い。結果的にＭボンド６１０のような従来のストレイン・ゲージ接着剤が使用されれば、クリープがずっと低い濃度で現れることになる。これに反して、ＡｕＳｎが使用されると、一般的に自動車への適用において、遭遇される１２５℃までの高い温度でクリープおよびヒステリシスはずっと低いレベルとなる。
【００２２】
本発明は、添付図面を参照して例としてのみ示したその好ましい実施例の次なる説明からよりよく理解できるであろう。
【００２３】
まず図１Ａと１Ｂを参照して、硬質フレーム３Ａと硬質ベース３１３を有するベース２からなる圧力モニター１を概略的に示している。フレームとベースが一緒になって浅い矩形状容器４を規定している。この容器４は、適切な材料で形成でき、また本発明の好ましい実施例は例えばコヴァール（Ｋｏｖａｒ）のような金属材料で形成される。容器４にはその開口端に、ダイアフラムとして作用する主要面５Ａを有する蓋５が固定されている。この蓋は例えばコヴァールのような適切な材料で形成される。ベースを形成している材料およびダイアフラムとして作用する蓋を形成している材料は、ガスの不浸透性であるのが好ましく、また蓋とベース間のシールもガスの不浸透性であるのが好ましい。蓋とベース間のシールは、好便な手段によって形成することができる。蓋とベース両者が適切な金属合金であれば、これら両者間のシールはハンダ付け処理によって形成することができる。ダイアフラムとして作用する蓋５がベース４に固定されると、シールされたチェンバー６が蓋とベースによって規定される。チェンバー６内に保持された絶対圧力は、デバイスが感知する圧力条件を考慮して製造時点で決定される。例えば、デバイスが車両タイヤ内の圧力をモニターすることに意図があれば、一般的に２から１０バールの圧力を有する範囲内で作動され、またこれらの状況下でチェンバー６内にシールされた圧力は、例えば２０℃の温度で１バールである。別の方法として、真空がチェンバー６内にシールされ絶対圧力読みが提供される。
【００２４】
チェンバー６内に単一基板７が取り付けられ、この上に三つのＳＡＷデバイスＸ，Ｙ，Ｚが形成され、温度補償圧力および温度モニター出力が提供される。例えば、ＳＡＷデバイスは異なる共振周波数を有するＳＡＷ共振装置であり、それぞれのＳＡＷデバイスの共振周波数における変化が存在する従来のＳＡＷデバイス質問技術を使用することで決定できる。
【００２５】
この構成の利点は、ＳＡＷデバイスＸおよびＺが非ストレイン（緊張）を維持し、圧力がセンサーに印加されたときにＳＡＷデバイスＹのみがストレインを受ける。これがセンサー校正の処理および周波数測定の結果から圧力と温度の算出を相当簡略化する。
【００２６】
実際に、二つの共振周波数間の測定差、｜ｆｘ−ｆｚ｜は、温度のみで、圧力に依存せず、従って、温度値は｜ｆｘ−ｆｚ｜から直ちに求めることができる。両デバイスＸおよびＺが、同じ基板上に製造されるので、周波数差｜ｆｘ−ｆｚ｜はデバイスＺの温度特性がデバイスＸの温度特性と異なる場合にのみ温度に左右される。このような異なる温度特性を達成するために、デバイスＺは図１Ａに示したようにある一定角度でデバイスＸに対して回転される。温度感度はこの回転角度に依存する。角度が１０〜３０°、特に１６〜２０°が特に優れた結果を達成することが分っている。例えば、１８°の角度がＳＴ−Ｘカットのクォーツ基板に対して約２ｋＨｚ℃―１の感度を示す。
【００２７】
圧力値は測定された周波数差｜ｆｘ−ｆｚ｜から割り出すことができる。普通、圧力に対する｜ｆｘ−ｆｚ｜の感度も温度に依存する。校正データからこの依存性を求めることおよび｜ｆｘ−ｆｚ｜から温度を算出することは、測定圧の完全な温度補償を非直線代数式を解く必要なしに達成することを可能にする。
【００２８】
基板７はベース２によって支持されており、都合上可撓性接着剤によってベースに固定してもよい。接着剤が基板を正しい位置に固定するのに使用されれば、接着剤の可撓性は、基板７が蓋５と一体形成されるかまたはこれに固定された突出部１０によって作用を受けたときに基板７の両端部８，９が移動するように自由でなければならない。従って、両端部８，９は、中央部がダイアフラムの動作の結果として張力を受けたときにおいてさえも実質的に張力を受けることはない。
【００２９】
蓋５にはその主要面５Ａの中央に、蓋の材料にプレスされた窪みによって形成された突出部１０が設けられている。突出部１０の位置は、図１Ａに破線で示されている。この突出部１０は基板の中央において下方向力（図１Ｂに示したように）を生ぜしめることができるが、両端部８，９には力を発生させることができない。
【００３０】
適切なアンテナが、ＳＡＷデバイスＸ，Ｙ，Ｚの各々に対する励起信号を受信し、ＳＡＷデバイスの各々から応答信号を伝送するために設けられている。このアンテナは容器４の外部に配備され、この場合適切な電気的接続が容器４の材料を通って延長して設けられなければならない。別の方法として、アンテナを容器４の内面上のトラックとして、またはＳＡＷデバイス自体によって占有されない基板の適切な域上に敷設することができる。
【００３１】
使用について説明すると、上述した圧力モニターは、モニターされるべき圧力のあるゾーン内に配置される。圧力モニターは感知されることを意図した圧力を考慮して、特にデバイスが感知する領域で優勢である圧力によってダイアフラムがベース３Ｂに向かって偏位するように、チェンバー６内にシールされた絶対圧力が選択される。ダイアフラムのこの偏位は、フレーム３Ａのエッジ１１，１２間のみで、基板７の曲げを生ぜしめ、従って中央ＳＡＷデバイスＹの共振周波数の変化となる。ＳＡＷデバイスの共振周波数は、公知の技術によって決定でき、モニター・デバイスを校正できる。
【００３２】
デバイスを取り巻くゾーン内で圧力に変化があれば、これがダイアフラムとして作用する蓋５の偏位となる。圧力の増大が、ダイアフラムをベース３Ｂに向かう偏位結果となり、また圧力の低下がダイアフラムをベース３Ｂから離れさせる偏位となる。いずれの変化も基板７を曲げる変化となり、中央ＳＡＷデバイスＹの共振周波数の総合的変化となる。ＳＡＷデバイスの共振周波数の変化をモニターすることによって、表示は圧力の変化を提供することができる。例えば、デバイスは車両のタイヤ内に配備して、その車両タイヤ内の圧力損失の遠隔指示を提供することができる。
【００３３】
図１の実施例は、一つの基板７が設けられ、従ってＳＡＷデバイスが一つの面のみに設けられることが特に望ましい。
【００３４】
注意しなければならないのは、本発明の上述の実施例は特に製造が簡単であり、また本質的に四つの要素、すなわち、ベース２、基板７（その関連するＳＡＷデバイスを伴う）、蓋５および適切なアンテナ（不図示）を備えていることである。さらに、デバイスは三つの同様のＳＡＷデバイスを使用して構成され、ＹおよびＺデバイスの異なる特性はそれらの異なる方向付けによって達成される。要素は簡単、かつ、論理的進行による工場条件下で集合される。すなわち、アンテナがベース２上の適切なトラックとして敷設され、アンテナに接続され、最終的に蓋５がベースに固定されてユニットが完成される。簡単な集合技術が、車両タイヤ内の圧力をモニターするような比較的低いコストの適用例に使用されるべき大量生産ユニットに対して実質上実用的な利点を提供する。一度製造されると、ユニットは完全に自蔵され、単に正しい位置に固定することを必要とするだけである。ユニットを正しい位置に固定することは、工場環境内で半熟練または未熟練の労働者によって実行することができる。
【００３５】
図２の第２実施例において、二つの基板２０，２１が図１の単一基板７の代わりに設けられている。また、少なくとも二つのＳＡＷデバイスが下方の非ストレイン基板２１に設けられ、その一つのデバイスが第１実施例のように他方に関して傾斜されている。他の観点において、図２に示した実施例の動作中の要素が、図１の実施例の要素と実質的に同じである。図１の実施例の場合におけるのと同様に、基板２０，２１は可撓性接着剤によって正しい位置に好適に保持される。
【００３６】
第３実施例（図３）において、二つの基板３０，３１が設けられ、また二つのＳＡＷデバイスが上方ストレイン基板３０の両対向面上に設けられている。他の観点において、図３の実施例の作動要素は、図２の実施例の要素と同じであり、すなわち、圧力と温度の読みの両方が得られるように第３ＳＡＷデバイスが前記ストレイン・デバイスの少なくとも一つに対して傾斜角度で非ストレイン基板上に設けられている。
【００３７】
ここで図４を参照して、本発明のさらなる実施例を示す。図１〜３の実施例の場合におけるのと同様に、デバイスはセラミックまたは金属材料による容器４からなる。容器４は硬質フレーム３ＡとベースＢからなる。容器の開口部は、ダイアフラムとして作用し気密シール・チェンバー６を規定する蓋５によって閉封されている。本実施例の場合において、ダイアフラム５の偏位の変化を検出するＳＡＷデバイス基板４０がダイアフラム自体に固定されている。この目的で、プレスされた刻み目４２，４３がダイアフラム内に設けられている。刻み目４２，４３は、基板４が例えばハンダ付けによって固定されたチェンバー６内でリッジを規定している。基板４０は一つまたはそれ以上のＳＡＷデバイス上に取り付けられている。さらなる基板４１がチェンバー６の非ストレイン域上に取り付けられ、圧力と温度モニター能力を備えた少なくとも二つのさらなるＳＡＷデバイスを担っている。
【００３８】
図４の実施例の場合において、ダイアフラムとして作用する蓋５に対して圧力変化によってもたらされる偏位は、直接的に基板４０の変形となり、結果としてこれに取り付けられたＳＡＷデバイスの共振周波数の変化をもたらす。ＳＡＷデバイスのためのアンテナは、いずれ好便な手段、例えば容器４の表面に設けられた導電性トラックまたは容器４を通る外部アンテナへの電気的な接続部によって提供できる。
【００３９】
図５Ａと５Ｂは本発明のさらなる実施例を示し、三つのＳＡＷデバイスＸ，Ｙ，Ｚが単一基板５０上に取り付けられている。基板はベース２にその一端のみで固定され片持ち梁を形成し、基板の長さに沿った一点でダイアフラム上で突起部１０と係合されている。図５Ａに示すように、ＳＡＷデバイスＹの一つが、支持端と突起部１０の係合点間で片持ち梁で基板上に取り付けられ、一方他の二つのデバイスＸ，Ｚが突起部１０の係合点と片持ち梁の自由端間に取り付けられている。はじめに説明した実施例と同様に、第３ＳＡＷデバイスＺは第２デバイスＸに対して傾斜しており、差温度特性を達成する。
【００４０】
突出部による基板への荷重が、支持端と突出部の係合点間における基板の第１部分にストレインをもたらし、これによって第１ＳＡＷデバイス（Ｙ）内に圧力応答を発生する。しかし、突出部１０の係合点と基板の自由端間における基板の第２部分は、ストレインを受けず基準領域となり、すなわち、基板上に取り付けられた二つのＳＡＷデバイスＸ，Ｚの特性の変化が温度変化のみの結果となる。
【００４１】
図６Ａと６Ｂは、図５Ａと５Ｂの実施例の変形を示し、その基板はここでもベース２にその一端で固定され、その中央部が支持部材６１によって支持され、基板が二つの部分、すなわち、ベース取付部と第１ＳＡＷデバイスＹの取り付けられた支持部６１間の第１ビーム部と、支持部材６１から張り出すとともに第２（Ｘ）と第３（Ｚ）ＳＡＷデバイスの取り付けられた基板の部分によって形成された第２片持ち梁部に分割されている。これまでの実施例と同様に、第３デバイス（Ｚ）は、図６Ａに示したように第２（Ｘ）デバイスに対して傾斜されている。ダイアフラム上の突出部１０は、変形可能基板を構成する基板のビームと係合するように位置付けされ、第１ＳＡＷデバイスＹのストレインがダイアフラムの偏位時のみに生じる。支持部材６１の存在が、片持ち梁部分をして突出部１０に向けて上方向に偏位せしめられ基板と係合するが、非ストレインを維持して基準領域を提供する。他の観点において、図５と６の実施例の動作はこれまでに説明した実施例の動作と同様である。もちろん、図５と６の実施例の第２および第３ＳＡＷデバイスＸ，Ｚは図に示した位置のまわりに対向するようにして取り付けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】蓋を取り付ける前の本発明の第１実施例の概略図である。
【図１Ｂ】蓋を取り付けた図１Ａの線１Ｂ〜１Ｂから見た本発明の第１実施例の概略断面図である。
【図２Ａ】図１Ａに対応する概略図であるが、本発明の第２実施例を示す図である。
【図２Ｂ】蓋を取り付けた図２Ａの線２Ｂ〜２Ｂから見た本発明の第２実施例の概略断面図である。
【図３Ａ】図１Ａに対応する概略図であるが、本発明の第３実施例を示す図である。
【図３Ｂ】蓋を取り付けた図３Ａの線３Ｂ〜３Ｂから見た本発明の第３実施例の概略断面図である。
【図４Ａ】本発明の第４実施例を示す概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線４Ｂ〜４Ｂから見た本発明の第４実施例の概略断面図である。
【図５Ａ】本発明の第５実施例を示す概略平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの線５Ｂ〜５Ｂから見た本発明の第５実施例の概略断面図である。
【図６Ａ】本発明の第６実施例を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの線６Ｂ〜６Ｂから見た本発明の第６実施例の概略断面図である。
【図１Ａ】
2005526240.tif 000003
【図１Ｂ】
2005526240.tif 000004
【図２Ａ】
2005526240.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2005526240.tif 000007
【図３Ｂ】
2005526240.tif 000008
【図４Ａ】
2005526240.tif 000009
【図４Ｂ】
2005526240.tif 000010
【図５Ａ】
2005526240.tif 000011
【図５Ｂ】
2005526240.tif 000012
【図６Ａ】
2005526240.tif 000013
【図６Ｂ】
2005526240.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月29日(2004.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質フレームを有するベースと；ベースに固定されこのベースとともに実質上流体密チェンバーを規定する単純蓋であって、その少なくとも一部が可撓性であり該モニター周辺の流体圧の変化に応答して偏位するダイアフラムを形成する蓋と；ダイアフラムの偏位をチェンバー内に配備された変形可能基板に伝送するためにフレームのエッジから離れている手段であって、変形可能基板がこれに取り付けられた第1表面弾性波(SAW)デバイスとチェンバー内で非変形可能基準基板部分上に取り付けられた少なくとも第2および第3SAWデバイスを有しており、前記第１および第３SAWデバイスの少なくとも一つの伝播方向に対してある角度で傾斜し、前記変形可能基板が単一基板の第１領域によって形成され、また前記基準基板部分が第２領域によって形成されており、モニター周辺域内の圧力の変化によって誘起されたダイアフラムの偏位が変形可能基板の変形をもたらし、前記基準基板部の変形なしに変形可能基板に取り付けられたSAWデバイスによって測定可能である圧力モニター。
【請求項２】
単一基板が、第１支持部材によってベース上に一端で支持されるとともに、第２支持部材によってその長さに沿ってある一点で部分的に支持されたビームの形状をなし、前記第１領域が前記第１支持部材と前記第２支持部材間で基板の部分によって形成され、また前記第２領域が前記第２支持部材を越えて突出する基板の部分によって形成され、偏位伝送手段が前記第１領域と係合する請求項１に記載の圧力モニター。
【請求項３】
前記第１SAWデバイスが、前記第３SAWデバイスの伝播方向と平行である伝播方向を有している請求項１または請求項２に記載の圧力モニター。
【請求項４】
前記SAWデバイスの各々が、SAW共振装置である先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項５】
前記SAWデバイスの各々が、異なる共振周波数を有している先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項６】
前記第２SAWデバイスが、前記第３SAWデバイスに対して１０−３０°の範囲の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項７】
前記第２SAWデバイスが、前記第３SAWデバイスに対して１６−２０°の範囲の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項８】
前記第２SAWデバイスが、前記第３SAWデバイスに対して１８°の角度で傾斜した伝播方向に向けられている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項９】
SAWデバイスの全てが、単一基板の同じ側に配置されている先行請求項のいずれにも記載の圧力モニター。
【請求項１０】
前記SAWデバイスが単一基板の両側に分布されている請求項１から８のいずれにも記載の圧力モニター。
【国際調査報告】
2005526240.tif 000015
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