(57)【要約】【課題】超音波共振器セル【解決手段】本発明は、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために端面の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、セル本体のそれぞれの端面でセル本体に第１および第２の電気音響変換器ウェーハを締結するために第１および第２の端部品に軸方向圧力を加えるための少なくとも１つの締結具と、を備える超音波共振器セルに関する。  本発明にしたがって、セルは、第１および第２の張力プレートをさらに備え、各々がそれぞれ第１および第２の端部品へ向けて軸方向に突出する突起物を有し、突起物は、少なくとも１つの締結具から第１および第２の端部品に軸方向圧力を運搬するように適合され、第１および第２の端部品が空間的に均一な圧力をそれぞれの電気音響変換器ウェーハにかける。【選択図】      図１
2007316075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１および第２の対向する端面（９、１０）を有し、調査すべき試料を受け取るために前記端面（９、１０）の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティ（１４）を形成するセル本体（１）と、
（ｂ）第１の電気音響変換器ウェーハ（２）と、第２の電気音響変換器ウェーハ（２’）と、
（ｃ）第１の端部品（３）と、第２の端部品（３’）と、
（ｄ）前記セル本体（１）の前記それぞれの端面（９、１０）で前記セル本体（１）に前記第１および第２の電気音響変換器ウェーハ（２、２’）を締結するために前記第１および第２の端部品（３、３’）に軸方向圧力を加えるための少なくとも１つの締結具（４）と、
を備える超音波共振器セルであって、
前記セルは、第１および第２の張力プレート（３１、３１’）をさらに備え、各々がそれぞれ前記第１および第２の端部品（３、３’）へ向けて軸方向に突出する突起物（３１１、３１１’）を有し、
前記突起物（３１１、３１１’）は、前記少なくとも１つの締結具（４）から前記第１および第２の端部品（３、３’）に軸方向圧力を運搬するように適合され、前記第１および第２の端部品（３、３’）は空間的に均一な圧力を前記それぞれの電気音響変換器ウェーハ（２、２’）にかけることを特徴とする超音波共振器セル。
【請求項２】
前記突起物（３１１、３１１’）は、環状形状にされることを特徴とする、請求項１に記載の超音波共振器セル。
【請求項３】
前記電気音響変換器ウェーハ（２、２’）は、半径方向変換器ウェーハ接触インターバル（７）で前記第１および第２の端部品（３、３’）に接触し、
前記突起物（３１１、３１１’）は、半径方向突起物接触インターバル（８）で前記第１および第２の端部品（３、３’）に接触し、前記半径方向突起物接触インターバル（８）は、前記半径方向変換器ウェーハ接触インターバル（７）内に構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の超音波共振器セル。
【請求項４】
前記半径方向突起物接触インターバル（８）は、前記半径方向変換器ウェーハ接触インターバル（７）の実質的に中心に位置することを特徴とする、請求項３に記載の超音波共振器セル。
【請求項５】
（ａ）少なくとも１つの平面側壁（２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有するスタック（６）を形成する前記セル本体（１）、前記電気音響変換器ウェーハ（２、２’）、前記第１の端部品（３）、および前記第２の端部品（３’）；および／または、
（ｂ）本体チャネル（１３）および短い突出部（１５）を備え、前記短い突出部（１５）は前記本体チャネル（１３）に接続されている前記セル本体（１）；および／または、
（ｃ）本体チャネル（１３）を備える前記セル本体（１）、軸（Ａ）に沿って延出する前記試料キャビティ（１４）であって、前記軸（Ａ）に沿って延出する測定コンパートメント（２０）および前記測定コンパートメント（２０）に流体連通する側部コンパートメント（１６）を備え、前記側部コンパートメント（１６）は前記本体チャネル（１３）の対向する側部に設けられる前記試料キャビティ（１４）；および／または、
（ｄ）前記第１および第２の電気音響変換器ウェーハ（２、２’）を調節するための合わせピン（１９）を備える前記セル本体（１）、
の特徴の少なくとも１つをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波共振器セル。
【請求項６】
（ａ）第１および第２の対向する端面（９、１０）を有し、調査すべき試料を受け取るために前記端面（９、１０）の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティ（１４）を形成するセル本体（１）と、
（ｂ）第１の電気音響変換器ウェーハ（２）と、第２の電気音響変換器ウェーハ（２’）と、
（ｃ）第１の端部品（３）と、第２の端部品（３’）と、
を備え、
（ｄ）前記セル本体（１）、前記電気音響変換器ウェーハ（２、２’）、前記第１の端部品（３）、および前記第２の端部品（３’）はスタック（６）を形成する、超音波共振器セルであって、
前記スタック（６）は少なくとも１つの平面側壁（２１、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）を有することを特徴とする超音波共振器セル。
【請求項７】
断面が実質的に方形であることを特徴とする、請求項６に記載の超音波共振器セル。
【請求項８】
前記キャビティ（１４）は、前記スタック（６）の中心に位置することを特徴とする、請求項６または７に記載の超音波共振器セル。
【請求項９】
（ａ）第１および第２の対向する端面（９、１０）を有し、調査すべき試料を受け取るために前記端面（９、１０）の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティ（１４）を形成するセル本体（１）と、
（ｂ）第１の電気音響変換器ウェーハ（２）と、第２の電気音響変換器ウェーハ（２’）と、
（ｃ）第１の端部品（３）と、第２の端部品（３’）と、
を備え、
（ｄ）前記セル本体（１）は、前記試料キャビティ（１４）をセルの周囲に接続する本体チャネル（１３）を有する、超音波共振器セルであって、
前記セル本体（１）は、前記本体チャネル（１３）に接続されている短い突出部（１５）を備えることを特徴とする超音波共振器セル。
【請求項１０】
前記短い突出部（１５）は、前記セル本体（１）の一体型部分を形成することを特徴とする、請求項９に記載の超音波共振器セル。
【請求項１１】
（ａ）第１および第２の対向する端面（９、１０）を有し、調査すべき試料を受け取るために第１および第２の端面（９、１０）の間に軸（Ａ）に沿って延出する少なくとも１つの試料キャビティ（１４）を形成するセル本体（１）と、
（ｂ）第１の電気音響変換器ウェーハ（２）と、第２の電気音響変換器ウェーハ（２’）と、
（ｃ）第１の端部品（３）と、第２の端部品（３’）と、
を備え、
（ｄ）前記セル本体（１）は、少なくとも１つの側方向開口部（１２）と、前記試料キャビティ（１４）と前記側方向開口部（１２）との間に延出する本体チャネル（１３）と、を有する、超音波共振器セルであって、
（ｅ）前記試料キャビティ（１４）は、前記軸（Ａ）に沿って延出する測定コンパートメント（２０）と、前記測定コンパートメント（２０）に流体連通する側部コンパートメント（１６）と、を備え、
（ｆ）前記側部コンパートメント（１６）は、前記本体チャネル（１３）の対向する側部に設けられることを特徴とする超音波共振器セル。
【請求項１２】
変形可能なキュベット本体（５）を備えたキュベット（２３）をさらに備え、使用の際には、前記キュベット本体（５）は、前記側部コンパートメント（１６）内に延出する、請求項１１に記載の超音波共振器セル。
【請求項１３】
前記キュベット本体（５）は、溶接ゾーン（５１）を備え、前記キュベット本体（５）の長さＬは、使用の際に、前記溶接ゾーン（５１）が前記側部コンパートメント（１６）内に延出するように選ばれる、請求項１２に記載の超音波共振器セル。
【請求項１４】
（ａ）第１および第２の対向する端面（９、１０）を有し、調査すべき試料を受け取るために前記端面（９、１０）の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティ（１４）を形成するセル本体（１）と、
（ｂ）第１の電気音響変換器ウェーハ（２）と、第２の電気音響変換器ウェーハ（２’）と、
（ｃ）第１の端部品（３）と、第２の端部品（３’）と、
を備える超音波共振器セルであって、
前記セル本体（１）は、前記第１および第２の電気音響変換器ウェーハ（２、２’）を調節するための合わせピン（１９）を備える超音波共振器セル。
【請求項１５】
前記第１の端部品（３）および前記第２の端部品（３’）は、前記合わせピン（１９）を受け取るためにそれぞれの内腔を備える、請求項１４に記載の超音波共振器セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立項の序文にしたがった超音波共振器セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、独立項の序文にしたがって高圧下で流体試料の音響特性を測定するためのセルは公知である。類似のセルは、特許文献２から公知である。これらの従来の超音波共振器セルは、数種類の不利点を被ることがある。
【０００３】
従来の超音波共振器セルは、各々が圧電結晶ディスクを備える電気音響変換器ウェーハを有する。変換器ウェーハは、各々がセル本体に当接し、端部品によってセル本体に固定され、このようにしてスタックを形成する。ねじが軸方向圧力を端部品にかけて、スタックを一緒に保持する。軸方向圧力は、端部品の弾性変形を招くこともある。この変形は、変換器ウェーハ内に不均一に分布された応力を産し、これが結晶の亀裂を招くこともある。
【０００４】
セル本体に変換器ウェーハのより均質な接触圧力を達成するために、特許文献１では、変換器ウェーハをセル本体に固定するために、圧電結晶ディスクを通る穴が設けられる。結晶ディスクのこれらの穴は、共振器セルの亀裂および故障の元になることもある。
【０００５】
頻繁に、従来の超音波共振器セルは、サーモスタット内で使用され、これは、完全共振器セル上で均質な温度を達成するために共振器セルを完全に取り囲む。円筒形状の超音波共振器セルでは、最先端技術から明らかであるように、サーモスタットとの十分な熱接触を得ることが困難なこともある。
【０００６】
円筒形共振器とサーモスタット内の円筒形または矩形の内腔との間に締まり嵌めを得ることは困難である。共振器の直径がサーモスタットの内腔よりも小さい場合には、超音波共振器セルとサーモスタットとの間に線形温度接触を得ることができるだけである。超音波共振器セルの残りの領域はすべて、放射および対流のみによって加熱される。高い熱流量を産する直接接触は、非常に小さな区域のみに発生する。したがって、サーモスタットからセルへの最大達成可能熱流量は限定され、不均一に分布される。
【０００７】
セルがサーモスタット内に埋まっている場合、共振器を満たすことが困難であることもまた従来の超音波共振器セルの別の問題である。調査すべき試料液体で共振器を満たすために、共振器は、充填要素に接触されなければならない。この充填要素は、漏れない方法で、共振器に接続されなければならない。漏れのない接続を確実にするために、サーモスタット内部にガスケットが必要である。大きな温度変化が、最終的には、望ましくない漏れを招く。
【０００８】
従来の超音波共振器セルのさらなる問題は、試料キャビティの形状に関する。超音波共振器セルは、調査すべき試料を含む袋状のキュベットで満たされる必要があることが多い。
【０００９】
特許文献３は、超音波測定用の試料を収容するためのこのようなキュベットを開示している。
【００１０】
しかし、これらの種類のキュベットは、キュベットの壁材料が厚くなる溶接ゾーンを有することがある。したがって、溶接ゾーンを試料キャビティ内に挿入することは、測定エラーを招くことがある。
【００１１】
組立が困難でエラーが発生しやすいことが、従来の超音波共振器セルの別の不利点である。
【特許文献１】欧州特許第０  ７１３  ５７８Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８３６，２００号明細書
【特許文献３】国際特許出願公開第２００５／０９５９４Ａ３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
最先端の超音波共振器セルの不利点を軽減することが、本発明の技術的問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、この問題を、独立項の特徴部を有する超音波共振器セルで解決する。本発明の好ましい実施形態は、従属項に記載されている。
【００１４】
第１の態様にしたがって、本発明は、この問題を、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために端面の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、セル本体のそれぞれの端面でセル本体に第１および第２の電気音響変換器ウェーハを締結するために第１および第２の端部品に軸方向圧力を加えるための少なくとも１つの締結具と、を備え、セルは、第１および第２の張力プレートをさらに備え、各々がそれぞれ第１および第２の端部品へ向けて軸方向に突出する突起物を有し、突起物は、少なくとも１つの締結具から第１および第２の端部品に軸方向圧力を運搬するように適合され、第１および第２の端部品が好ましくは空間的に均一な圧力をそれぞれの電気音響変換器ウェーハにかける超音波共振器セルで、解決する。
【００１５】
変換器ウェーハの亀裂がかなり発生しづらいことが、本発明にしたがった超音波共振器セルの利点である。さらに、本発明にしたがった超音波共振器セルは、製造が非常に容易でありかなり安価である。
【００１６】
本特許出願の目的のために、「空間的に均一な圧力」は、圧力がいずれの場所においても同一でなければならないことを意味しない。軸方向圧力が圧力ピークを呈さなければ十分である。特に、圧力ピークは、圧力が周囲区域よりもかなり高い区域で発生する。特に、第１および第２の端部品がそれぞれ第１および第２の電気音響変換器ウェーハに接触する区域に関して、最大圧力が最小圧力の２倍未満である場合に、圧力は空間的に均一であるとみなされる。
【００１７】
好ましくは、突起物は、少なくとも１つの締結具からそれぞれ第１および第２の端部品に軸方向圧力を運搬するために形状付けられ、第１および第２の端部品が、空間的に均一な圧力をそれぞれの電気音響変換器ウェーハにかける。
【００１８】
好ましくは、張力プレートは、セル本体と同一の断面を有し、好ましくは、締結装置、例えばねじを受け取るために、３、４、５、６、７、８または９つの穴を有する。好ましくは、穴は、張力プレート上に均一に分布される。例えば、穴は、等辺多角形の隅に位置してもよい。
【００１９】
好ましくは、超音波共振器セルは、サンドイッチ型のセルであり、すなわち、セル本体、変換器ウェーハおよび第１および第２の端部品手段がスタックを形成し、端部品は、好ましくは、スタックの軸方向端部品材である。
【００２０】
好ましい実施形態において、超音波共振器セルは、環状形状の突起物を有する。環状形状の突起物は、それぞれの電気音響変換器ウェーハに特に高い空間的に均一な圧力導く。
【００２１】
好ましくは、環状形状の突起物の中心は、第１および第２の電気音響変換器ウェーハの中心近くに位置する。
【００２２】
好ましい実施形態において、電気音響変換器ウェーハは、半径方向変換器ウェーハ接触インターバルで第１および第２の端部品に接触し、突起物は、半径方向突起物接触インターバルで第１および第２の端部品に接触し、半径方向突起物接触インターバルは、半径方向変換器ウェーハ接触インターバル内に構成される。
【００２３】
特に、半径方向変換器ウェーハ接触インターバルは、第１の端部品の表面における第１の電気音響変換器ウェーハ断面の垂直突出部であり、それは、好ましくは、第２の端部品の表面における第２の電気音響変換器ウェーハ断面の垂直突出部に等しい。同様に、半径方向突起物接触インターバルは、第１の端部品の表面における突起物断面の垂直突出部であり、それは、好ましくは、第２の端部品の表面における突起物断面の垂直突出部に等しい。
【００２４】
２つのインターバルを考慮することに注意されたい。したがって、上述の幾何学的特徴は、一方では変換器ウェーハの接触ゾーンと端部品との間の軸方向ギャップ、他方では突起物（単数）と突起物（複数）と端部品との間の軸方向ギャップには無関係である。
【００２５】
好ましい実施形態において、半径方向突起物接触インターバルは、半径方向変換器ウェーハ接触インターバルの実質的に中心に位置する。
【００２６】
好ましくは、電気音響変換器ウェーハは、円形ディスクであるか、または、等辺多角形に対応する断面を有する。あるいは、変換器ウェーハは、プレート形状である。
【００２７】
本発明の第２の態様にしたがって、問題は、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために端面の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、を備え、セル本体、電気音響変換器ウェーハ、第１の端部品および第２の端部品がスタックを形成し、それによってスタックは少なくとも１つの平面側壁を有する超音波共振器セルによって、解決される。
【００２８】
この超音波共振器セルは、外側サーモスタットとの改良された熱接触を提供することができる。平面側壁は、特にサーモスタットの矩形穴と良好な熱接触を提供する。平らな表面を一緒に押すと、結果として、湾曲した表面を一緒に押すよりも、良好な熱接触になる。したがって、サーモスタットから超音波共振器セルへの熱伝達は改良される。
【００２９】
好ましい実施形態において、スタックは、実質的に矩形の断面を有する。代替の好ましい実施形態において、スタックは、実質的に菱形の断面を有する。さらに代替の実施形態において、スタックは、実質的に多角形の断面を有する。好ましい実施形態において、断面は実質的に方形である。
【００３０】
好ましい実施形態において、キャビティは、スタックの中心に位置する。好ましい実施形態において、キャビティは、スタックの軸方向中心に位置する。追加してまたは代替的に、キャビティは、スタックの半径方向中心に位置する。
【００３１】
第３の態様にしたがって、本発明は、この問題を、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために端面の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、を備え、セル本体は試料キャビティをセルの周囲に接続する本体チャネルを有し、セル本体は本体チャネルに接続されている短い突出部を備える超音波共振器セルで、解決する。
【００３２】
好ましくは、短い突出部は、側方向開口部を備え、本体チャネルは上記側方向開口部に接続し、それによって、試料キャビティから超音波共振器セルの周囲へチャネルを提供する。したがって、短い突出部は、本体チャネルの拡張部を提供するように配列される。
【００３３】
本体チャネルが接続されている短い突出部を提供することによって、試料物質を試料キャビティへ送出するために充填要素を使用する必要はない。さらに、ガスケットを使用する必要はなく、このため、試料がこぼれるリスクは大幅に減少される。
【００３４】
好ましい実施形態において、短い突出部は、セル本体の一体型部分を形成する。好ましくは、短い突出部は、セル本体と同一の材料から作られる。好ましくは、短い突出部は、例えばフライス加工によって、原材料の同一バルクブロックから製造される。代替の実施形態において、短い突出部は、セル本体に溶接されるかまたはろう付けされる。
【００３５】
第４の態様にしたがって、本発明は、この問題を、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために第１および第２の端面の間に軸に沿って延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、を備え、セル本体は、少なくとも１つの側方向開口部と、試料キャビティと側方向開口部との間に延出する本体チャネルと、を有し、試料キャビティは、軸に沿って延出する測定コンパートメントと、測定コンパートメントに流体連通する側部コンパートメントと、を備え、側部コンパートメントは、本体チャネルの対向する側部に設けられる超音波共振器セルで、解決する。
【００３６】
特に、測定コンパートメントは、超音波共振器セルの操作中に定常音響波を受けるキャビティの部分である。この音響波場は、所定の電界強度を有する。
【００３７】
好ましくは、側部コンパートメントには、定常音響波場がなく、測定場強度のせいぜい十分の１である漂遊電界強度を有する漂遊電界のみである。好ましくは、漂遊電界強度は、測定場強度のせいぜい千分の１であり、好ましくは、測定場強度のせいぜい１０−４倍の大きさであり、好ましくは、測定場強度のせいぜい１０−５倍の大きさである。
【００３８】
好ましい実施形態において、超音波共振器セルは、変形可能なキュベット本体を備えたキュベットをさらに備える。超音波共振器セルを使用する際には、キュベット本体は、側部コンパートメント内に延出する。
【００３９】
不規則に折られた袋形状のキュベットが、定常音響波場が存在しない側部コンパートメントに置かれてもよいことが、本実施形態の利点である。したがって、例えばキュベットの溶接ゾーンにおける異なる材料特性は、無視してもよい測定エラーを生じるだけである。
【００４０】
好ましくは、キュベット本体は、弾性材料から作られる。好ましくは、キュベット本体の直径Ｄは調節可能であり、長さＬは測定コンパートメントの直径を超えるように適合されている。
【００４１】
好ましい実施形態において、キュベット本体は、溶接ゾーンを備える。キュベット本体の長さＬは、使用の際に、溶接ゾーンが側部コンパートメント内に延出するように選ばれる。
【００４２】
好ましくは、直径を本体チャネルの最小直径よりも小さく選択することができ且つ第１および第２の電気音響変換器ウェーハの間の距離の半分よりも大きく選択することができるように、キュベット本体の直径は可変である。
【００４３】
第５の態様にしたがって、本発明は、この問題を、第１および第２の対向する端面を有し、調査すべき試料を受け取るために端面の間に延出する少なくとも１つの試料キャビティを形成するセル本体と、第１の電気音響変換器ウェーハと、第２の電気音響変換器ウェーハと、第１の端部品と、第２の端部品と、を備え、セル本体は第１および第２の電気音響変換器ウェーハを調節するための合わせピンを備える超音波共振器セルで、解決する。
【００４４】
合わせピンは、セル本体、端部品本体および変換器ウェーハが容易に正確に整列配置されることを有利に確実にする。
【００４５】
好ましい実施形態において、第１の端部品および第２の端部品は、合わせピンを受け取るためにそれぞれの内腔を備える。
【００４６】
本発明のさらなる目的、利点および特徴は、添付の図面とともに好ましい実施形態の下記の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、調査すべき試料を受け取るために試料キャビティ１４を形成する第１および第２の対向する平らな端面９、１０を有するセル本体１を備える超音波共振器セル１１を示す。
【００４８】
キャビティ１４は、端面９、１０の間の軸Ａに沿って延出する。セル本体１は、セル本体１の円周方向外側表面に側方向開口部１２と、試料キャビティ１４と開口部１２との間に延出する本体チャネル１３と、をさらに有する。
【００４９】
超音波共振器セル１１は、電気音響変換器ウェーハ２、２’を備え、各々は第１および第２の主要表面を有する。第１の電気音響変換器ウェーハ２の第１の主要表面は、セル本体１の端面９に接触する。別々に、第２の電気音響変換器ウェーハ２’の第１の主要表面は、セル本体１の端面１０に接触する。
【００５０】
第１の電気音響変換器ウェーハ２は、圧電結晶板と、第１の電極と、上記圧電結晶板に接触するための第２の電極（図示せず）と、を備える。同様に、第２の電気音響変換器ウェーハ２’は、圧電結晶板と、第１の電極と、第２の電極（図示せず）と、を備える。
【００５１】
超音波共振器セル１１は、電気音響変換器ウェーハ２、２’をセル本体１に装着するための第１の端部品３および第２の端部品３’をさらに備える。第１および第２の端部品３、３’は、中心内腔を備え、内腔の中心は軸Ａに位置する。第１の端部品および第２の端部品３、３’は、各々が平らな端面と上記端面に対向する端壁を有し試料キャビティ１４を形成する。セル本体１、電気音響変換器ウェーハ２、２’、および、第１および第２の端部品３、３’は、スタック６を形成し、これは、４つの締結具４によって一緒に保持され、これら４つの締結具４のうちの１つのみが図１に示されている。
【００５２】
次に、図２を参照すると、スタック６の終端部が示され、締結具４が、第１の端部品３に軸方向圧力をかけている。軸方向圧力のため、第１の端部品３は変形し、これが、既に上述されたように、電気音響変換器ウェーハ２に非常に不均一な圧力を招く。
【００５３】
図３では、同一要素には同一の参照符号が使用されている。図３の超音波測定セル１１において、試料キャビティ１４は、円筒形軸方向測定コンパートメント２０と、測定コンパートメント２０に垂直に延出する側部コンパートメント１６と、を備える。側部コンパートメント１６は、本体チャネル１３の対向する側部に延出し、測定コンパートメント２０に流体連通する。本体チャネル１３および側部コンパートメント１６は、各々が半径方向に延出する。
【００５４】
端面９、１０は、できるだけ平らで滑らかであり、すなわち、磨かれる。これは、各端部品の端面にも当てはまり、これは隣接する変換器ウェーハに当接する。セル本体１の端面および変換器ウェーハの等しく平らな主要面に当接する端部品３、３’が平らであり滑らかであることは、流体がセル本体の外部から共振器キャビティ１４内に浸透するのを防止する。
【００５５】
封止特性を改良するために、変換器ウェーハ２、２’は、Ｏリングシール２２、２２’の形態のガスケットを備える（Ｏリング２２シールのみが図３に示されている）。
【００５６】
変換器ウェーハ２、２’は、各主要表面に電極（図示せず）を担持する。電極は、金または他のいずれの適切な金属の薄層によって形成される。
【００５７】
図３に示された超音波共振器セル１１は、第１および第２の張力プレート３１、３１’を備える。図４は、圧力をかけるための締結具４を備えた第１の張力プレート３１を備えているスタック６の断面図である。
【００５８】
第１の張力プレート３１は、第１の端部品３へ向けて軸方向に（すなわち、軸Ａの方向に）突出する突起物３１１を有する。突起物３１１は、軸方向圧力を締結具４から第１の端部品３へ運搬し、第１の端部品３が空間的に均一な圧力を第１の電気音響変換器ウェーハ２にかける。同様に、突起物３１１’が第２の張力プレート３１’に設けられ、第２の端部品３’へ向けて軸方向に（すなわち、軸Ａの方向に）突出する。
【００５９】
図４から見られるように、第１の電気音響変換器ウェーハ２は、半径方向変換器ウェーハ接触インターバル７で第１の端部品３に接触する。半径方向変換器ウェーハ接触インターバル７は、セル本体１が円筒形形状を有する場合に、半径方向座標ｒのインターバルである。セル本体１が異なる形状を有する場合には、変換器ウェーハ接触インターバル７は、二次元区域である。
【００６０】
突起物３１１は、半径方向突起物接触インターバル８で第１の端部品に接触する。半径方向突起物接触インターバル８もまた、セル本体１が円筒形形状を有する場合に、半径方向座標ｒのインターバルである。セル本体１が異なる形状を有する場合には、半径方向突起物接触インターバル８は、二次元区域である。
【００６１】
同様に、第２の電気音響変換器ウェーハ２’は、同一の半径方向変換器ウェーハ接触インターバル７で第２の端部品３’に接触し、突起物３１１’は、同一の半径方向突起物接触インターバル８で第２の端部品３’に接触する。
【００６２】
図４から見られるように、半径方向突起物接触インターバル８は、半径方向変換器ウェーハ接触インターバル７内に構成される。図３から見られるように、スタック６は、４つの平面側壁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを有し、この断面は方形である。
【００６３】
次に、図５を参照すると、セル本体１は短い突出部１５を備え、これは、セル本体１の一体型部分を形成する。短い突出部１５は、本体チャネル１３の伸長部であり、開口部１２を備える。
【００６４】
図６は、短い突出部１５を備えているセル本体１と、キュベット本体５およびキュベット本体５の一方の端に溶接ゾーン５１を有するキュベット２３とを示す。キュベット本体５は、長さＬおよび直径Ｄを有する。キュベット本体５は変形可能な材料例えばプラスチックまたはゴムから作られるため、直径Ｄは最大直径よりもかなり小さくてもよい。
【００６５】
図７は、測定コンパートメント２０内に導入されているキュベット２３と、側部コンパートメント１６内に位置する溶接ゾーン５１とを示す。操作中に、測定コンパートメント２０に定常音響波場が生成され、このため、キュベット本体５は、特定の電界強度を有するこの定常波場を受ける。側部コンパートメント１６には定常音響波場はなく、結果として得られる漂遊電界強度は側部コンパートメントよりもかなり小さく、例えば、１０−２〜１０−３倍小さい。代替の実施形態において、電界強度は、１０−３〜１０−４倍小さい。
【００６６】
図８は、それぞれの内腔１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに位置する合わせピン１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを備えるセル本体１を示す。それぞれの内腔（図示せず）が、第２の端部品３’のそれぞれの合わせピン（これも、図示せず）用にセル本体１に設けられる。合わせピン１９を使用して、第１および第２の端部品３、３’、セル本体１、第１および第２の電気音響変換器ウェーハ２、２’、および、管状ガスケット２２、２２’の適切な整列配置を確実にする。
【００６７】
図１〜８に示されたすべての実施形態には、図９に示されるように、１つ以上の試料キャビティ１４を設けることができる。
【００６８】
先の記載には、本発明の数態様が記載されている。これらの態様は、孤立してはおらず、このため、特定の実施形態に関して記載された各特徴は、他のいずれの実施形態と組み合わされてもよい。
【００６９】
前述のものは、本発明の好ましい実施形態を説明し開示するために設けられている。このようには限定されていないが、本発明の精神から逸脱することなく他の様々な変更および修正を受け、このような限定は、本特許出願に具体的に述べられたものにのみ置かれるものであることが当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を実施するように適合された超音波共振器セルの分解図である。
【図２】図１の超音波共振器セルの立断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にしたがった超音波共振器セルの分解図である。
【図４】図３の超音波共振器セルの立断面図である。
【図５】本発明の第２および第３の実施形態の特徴部を例示する超音波共振器セルの斜視図である。
【図６】セル本体およびキュベットを備えた本発明の第４の実施形態にしたがった超音波共振器セルの断面斜視図である。
【図７】図６と同一の図であるが、キュベットは試料キャビティに置かれている。
【図８】本発明の第５の実施形態にしたがった超音波共振器セルの斜視図である。
【図９】本発明のさらなる実施形態にしたがったセル本体の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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