专利名称：传感器部件和颗粒传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器部件和具有传感器部件的颗粒传感器。传感器部件包括检测流体中的颗粒的压电膜。
当作为液体或气体的流体包含固体颗粒时，有时需要检测存在的颗粒。特别是当流体中不希望存在颗粒、存在的颗粒对流体的性能造成妨碍时，检测颗粒就变得非常重要。
例如，内燃机如汽车发动机或重型机械的发动机使用汽油或粗柴油作为其动力源。这些内燃机利用润滑剂来减小发动机等的旋转表面或滑动表面上或诸如此类的摩擦拖刮或磨损。在内燃机中，诸如磨损产生的金属末那样的颗粒可能与润滑剂相混合，因此加速了旋转表面或滑动表面的磨损。润滑剂中的颗粒一般是通过过滤器如油过滤器去除的。通过检测润滑剂中的颗粒可以更详细地监视润滑剂的状态。
本发明的应用不限于内燃机。液压流体用于机械中传输装置中的动力，如液压传动、液压致动器、液压伺服系统等。控制流体的状态是非常重要的，它包括控制流体中的颗粒和/或流体的粘度等。
对于监视空气污染的程度来说，悬浮颗粒的存在和浓度也是非常重要的。例如，监视从工厂排放的烟雾中的悬浮颗粒是非常重要的。应注意的是流体可以是气体或液体，并且这些介质不必流动。
用于检测流体中的颗粒的一种常规的方法是设置一对离开一定间隔的电极，并且监视电极之间的电阻。利用这一方法检测金属颗粒，因为当金属颗粒与两个电极接触时，电极之间的电阻下降。然而，该方法不能检测小于电极之间间隔的颗粒，也不能检测电绝缘的颗粒。
在另一种方法中，通过电磁铁等在检测单元中产生一个磁场，以便检测诸如积累的金属颗粒那样的颗粒的量。然而，这一方法不能检测不具有铁磁性的颗粒，因此其精度受到了限制。
在第三种方法中，流体中的颗粒的量与光的透射率有关，以便检测流体中的颗粒的量。然而，流体的透射率不总是恒定的；流体品质下降将改变光的透射率；并且入射光透过的窗口或被检测光透过的窗口上的灰尘对误差有极大的影响。这些因素限制了传感器的使用寿命。
本发明旨在解决上述问题，并提供一种具有极佳的检测精度和使用寿命、成本低的传感器部件和颗粒传感器。
本发明的一个方面提供了一种检测流体中无关的固体颗粒的传感器部件，传感器部件包括具有足够小的质量的振动部分，用于对与固体颗粒的碰撞作出响应，以及包括用于将振动部分的振动转变成电信号的设备，以便检测该振动。
根据本发明，该设备最好具有至少一个用于转变的装置，该装置是从包括以下装置的组中选择出来的压电装置，电磁感应装置，电容改变装置，将光发射到所述振动部分、并检测接收光的部分的光变化的装置，以及将由于半导体中的应力引起的电阻的改变转变成电信号的装置。
本发明的另一个方面提供了一种传感器部件，包括检测单元，包括基本由第一陶瓷材料构成的压电膜，涂覆在压电膜的外表面的至少一部分上的第一电极，和涂覆在压电膜的内表面的至少一部分上的第二电极；基本由第二陶瓷材料构成的振动部分，检测单元位于振动部分上，因此第二电极涂覆在振动部分的至少一部分上；以及用于固定振动部分的固定部分，因此振动部分能够振动；其中当流体中的固体颗粒撞击检测单元和/或振动部分时，振动部分振动，并且所述压电膜将振动转变成电信号。
振动部分和固定部分可以是具有单片结构的陶瓷衬底部分，并且所述陶瓷衬底最好形成有谐振腔，因此所述振动部分具有厚度很小的片形。
第一陶瓷材料最好包括至少从以下组中选出的一种物质，该组包括锆酸铅、铌酸铅镁、铌酸铅镍、铌酸铅锌、铌酸铅锰、锡酸铅锑、钛酸铅、钨酸铅镁、铌酸铅钴和钛酸钡。流体最好是一种油，如润滑油和液压油。压电膜的厚度范围最好是从1至100微米，振动部分的厚度范围最好是从1至100微米。
振动部分最好包括稳定的氧化锆。
本发明的第三方面提供了一种颗粒传感器，包括(a)一个传感器部件，包括检测单元，包括基本由第一陶瓷材料构成的压电膜，涂覆在压电膜的外表面的至少一部分上的第一电极，和涂覆在压电膜的内表面的至少一部分上的第二电极；基本由第二陶瓷材料构成的振动部分，检测单元位于振动部分上，因此第二电极涂覆在振动部分的至少一部分上；以及用于固定振动部分的固定部分，因此振动部分能够振动；其中当流体中的固体颗粒撞击检测单元和/或振动部分时，振动部分振动，并且所述压电膜将振动转变成电信号；以及(b)覆盖检测单元的保护盖。
本发明的第四方面提供了一种检测流体中的固体颗粒的方法，其中传感器部件相对于被检验的流体运动，因此使得被检验的流体中无关的固体颗粒与振动部分碰撞。
在本发明的传感器部件中，当流体中的固体颗粒与检测单元或振动部分接触时，检测单元或振动部分振动。检测单元的压电膜将振动转变成电信号，并且压电膜之间的电极输出电信号。具有传感器部件的颗粒传感器借助来自这些电极的输出检测颗粒。应注意的是颗粒与检测单元或振动部分接触包括颗粒与检测单元或振动部分碰撞。本发明的传感器部件可以通过自激测量流体的粘度。
图1是本发明的传感器部件的剖视图，即沿图3的A-A线剖开的视图；图2是本发明的传感器部件的一个例子的透视图。
图3是本发明的传感器部件的一个例子的顶视图。
图4是本发明的颗粒传感器的剖视图。
图5是本发明的传感器部件的剖视图。
图6是传感器部件的一个实施例。图6(a)是本发明的传感器部件的一个例子的顶视图。图6(b)是沿B-B线的剖视图。
图1是本发明的传感器部件10的剖视图。图2是图1的传感器部件10的透视图，为了说明方便起见，压电膜22的一部分和上电极24的一部分略去了。图3是图1的传感器部件10的顶视图。
传感器部件10具有位于振动部分14上的衬底12和检测单元20。衬底12具有单片结构。振动部分14和固定部分16是衬底12的一部分。检测单元20位于振动部分14的上侧。固定部分16位于振动部分14的下侧，以便包围振动部分14。然而，振动部分和固定部分是衬底的一部分在本发明中并不是必须的。例如，金属固定部分可以固定一个由陶瓷制成的独立的振动部分。当固定部分由金属制成时，将与固定部分连接的振动部分的表面可以是金属化的，因此金属化的层可以通过焊接结合到固定部分上。另外，通过固定部分可以使振动部分保持受压。诸如不锈钢或铁那样的金属可用作固定部分。
在本发明中，不必像图1所示那样由固定部分支撑振动部分的整个周围。如图6(a)和图6(b)所示，可以采用所谓的悬臂结构通过固定部分76支撑振动部分74的周围的仅一端。通过固定部分支撑一部分振动部分或振动部分的至少一部分周围是可能的。
衬底12形成有闭合的谐振腔18，因此所述振动部分14具有薄片或薄膜的形状。检测单元20的所放位置对应于闭合谐振器18的位置。然而本发明不限于闭合谐振腔。例如可以从衬底12的表面12t将谐振腔压到振动部分14。
当传感器部件10检测到颗粒时，振动部分14带着检测单元20垂直振动，即向着检测单元20或向着谐振腔18的方向振动。最好振动部分14具有片的形状，因为这一形状适于振动。在这种情况下，片的厚度的优选范围是1-100μm，3-50μm较好，最好是5-20μm。片较厚使得灵敏度下降，而厚度较薄使得机械强度下降。
振动部分14最好由耐高温的材料制成，以便防止振动部分由于热引起性能恶化。这是因为检测单元20可能直接放到振动部分14上，中间没有任何材料(例如不耐高温的有机粘合剂)。在这种情况下，当形成压电膜22时，振动部分14也不应被损坏。当传感器部件用于如油那样的润滑剂中时，有时振动部分与包含在润滑剂中的有机溶剂接触，或润滑剂变成酸性或碱性。因此振动部分最好由化学性能稳定的材料制成。
振动部分14最好由电绝缘体制成，因为覆盖至少一部分振动部分14的第二电极、与第一电极和第二电极相连的引线、引线端子和类似部分全部是导电的。因此，振动部分14可以由具有良好的高温特性的金属制成，它的外面用陶瓷例如玻璃覆盖。最好振动部分14由陶瓷制成。例如，稳定的氧化锆、氧化铝、氧化镁、富铝红柱石、氮化铝、氮化硅、玻璃或类似材料可适用于振动部分。优选稳定的氧化锆，因为即使振动部分薄，它也有很高的机械强度和很高的韧性，并与压电膜和电极等不易发生化学反应。
稳定的氧化锆包括稳定的二氧化锆和部分稳定的二氧化锆。稳定的氧化锆不经历相变，因为它具有晶体结构，例如立方晶系。另一方面，氧化锆在大约1000℃下在单斜晶系结构和四方晶结构之间经历相变。这一相变将产生裂痕。稳定的氧化锆包括1-30mol％的氧化钙、氧化镁、氧化钇、氧化钪、氧化镱、氧化铈或诸如稀土金属氧化物那样的稳定剂。稳定剂最好包括氧化钇，以便增强振动部分的机械强度。包含在稳定剂中的氧化钇的量最好为1.5-6mol％，2-4mol％则更好。此外，主晶相可属于四方晶系或四方晶系和立方晶系的混合。
构成振动部分14的陶瓷最好包括0.5-5wt％的氧化硅，1-3wt％则更好，因为氧化硅防止了通过热处理形成检测单元20时振动部分14和检测单元20之间的过度反应。
当振动部分14由陶瓷制成时，它由许多晶粒构成。晶粒的平均直径最好是0.05-2μm，0.1-1μm则更好。
固定部分16固定至少一部分振动部分14，或振动部分14的至少一部分周围。在图1所示的方式下，固定部分16最好由陶瓷制成。固定部分16的陶瓷材料可以与振动部分的相同，或可以不同。稳定的氧化锆、富铝红柱石、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硅、玻璃或类似材料不仅适用于振动部分14，而且适用于构成固定部分的陶瓷。
闭合谐振器18的形状不受限制。谐振腔的水平或垂直截面可以是例如圆形、椭圆形、包括矩形和三角形的多边形，将这些形状中的某些形状结合在一起。然而，当形状是多边形或类似形状时，最好将角倒圆，以便去除尖锐的边缘。
检测单元20包括压电膜22，覆盖压电膜22的至少一部分外表面22s的第一电极24，以及覆盖压电膜22的至少一部分内表面22t的第二电极26。第二电极26覆盖振动部分14的至少一部分外表面14s。
压电膜22微观产生绝缘极化并宏观输出对应压力的电信号，例如电荷或电压。在这种情况下，压电膜最好在厚度方向产生弯曲位移。当颗粒与第一电极和/或振动部分接触时，压电膜22随着振动部分14振动。这种振动对压电膜22产生了压力。
压电膜的厚度的优选范围是1-100μm，5-50μm较好，最好是5-30μm。较厚的厚度使得灵敏度下降，而厚度较薄使得可靠性下降。
压电陶瓷可适用于压电膜。压电膜可以是具有电致伸缩现象的陶瓷，也可以是具有铁电现象的陶瓷。此外，需要极化处理的材料和不需要极化处理的材料都可用来达到目的。
用于压电膜的陶瓷可以包括例如锆酸铅、铌酸铅镁、铌酸铅镍、铌酸铅锌、铌酸铅锰、锡酸铅锑、钛酸铅、钛酸钡，或它们的一种组合。陶瓷可以包含不小于50wt％的这些化合物中的一种化合物作为主要成分。可以优选采用包含锆酸铅的陶瓷。此外，镧、钙、锶、钼、钨、钡、铌、锌、镍、锰等的氧化物；它们的一种组合；或其它化合物可适用于添加到上述陶瓷中。例如，最好采用包含铌酸铅镁、锆酸铅和钛酸铅中的一种成分作为主要成分，并且进一步包含镧和锶的陶瓷。
压电膜可以是致密的或疏松的。当压电膜是疏松的时，孔隙率最好是40％或40％以下。
压电膜可以包括一层或者可以是包括至少两层的叠层膜。当压电膜是一叠层膜时，每一层可以是水平放置或者是垂直放置。
还可以将检测单元不仅放在振动部分的一侧，而且也可以放在振动部分的两侧。
在图3中，第一电极24和第二电极26通过引线28和引线30将来自压电膜22的电信号输出至端片32和端片34。第一电极24通过连接部分25与引线28相连。连接部分25与压电膜22接触，并且不与第二电极26和引线30接触。应注意的是，可以通过形成薄膜的方法同时形成第二电极26、引线28、引线30、端片32和端片34，这将在以后说明。
第一电极和第二电极中的每一个由它的用途决定，具有适当的厚度。然而，最好是0.1-50μm。
最好第一电极在室温下固化，并由导电金属构成。例如，可以采用铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、铌、钼、钌、铑、银、锡、钽、钨、铱、铂、金、铅等金属；或者它们的一种合金。不用说，第一电极可包含以任何组合形式出现的这些元素。属于铂族如铂、铑、钯的一种金属，或包含这些金属的一种合金，如银—铂或铂—钯，适合用作电极材料的主要成分。最好是用铜、银和金，因为它们非常耐用。
第二电极最好由一种简单的物质构成，该物质包含具有高熔点的金属，如铂、钌、铑、钯、铱、钛、铬、钼、钽、钨、镍、钴；或它们的一种合金。不用说，第二电极可包含以任何组合形式出现的具有高熔点的这些金属。属于铂族如铂、铑、钯的一种金属，或包含这些金属的一种合金，如银—铂或铂—钯，适合用作电极材料的主要成分。最好用在高温下抗氧化气氛的一种金属作为第二电极，因为在压电膜的热处理期间，第二电极有时要暴露在高温下。
适合用作第二电极的材料可以是包含具有高熔点的一种金属的金属陶瓷和陶瓷，如氧化铝、氧化锆、氧化硅或玻璃。
衬底的形状不作特别的限制，而是根据其用途进行选择。衬底的形状最好是平的。然而，它也可以是圆柱形或桶形的。
图4是包括传感器部件10的颗粒传感器40的剖视图。传感器部件10可以通过螺丝部分41固定到壁(未示出)上，从而位于检测单元20上的端部10a从壁中突出，并与将检测的流体接触。
螺丝部分41与外套42相连。另外，螺丝部分41和外套42也可以组合成一件。冲击吸收部件43安装在外套42的内部，靠着传感器部件10。
传感器部件10的端部10a被保护盖44覆盖。保护盖44具有多个通孔，因此流体可以流入保护盖44。
由于传感器部件10的另一端部10b与导线46相连，所以存在于端片32和34上的电信号可以传输到引线47和48上。传感器部件10的端部10b和导线46插入外壳45。外壳45的一端用端部部件49密封。引线47和48穿过端部部件49。
下面描述本发明的制造传感器部件10的方法。
未经处理的片材或带材的模制层通过热压叠在一起，然后经烧结得到一整体的衬底。例如，在图1的衬底12中，将三层未经处理的片材或带材叠在一起。预先形成的第二层带有预定形状的通孔，以便形成闭合谐振器18。可以通过压模、流铸、注模等方法形成层。可以通过机械加工形成谐振腔，例如切削、磨削、激光加工、通过压力加工冲切等。不需要使层都具有相同的厚度。然而，最好由于烧结每层都具有相同的收缩率。
当谐振腔是开启的(即凹陷的)时，可以模制未经处理的片材或带材，以便具有烧结前对应于凹陷处的形状。另外，也可以通过烧结后的机械加工形成谐振腔。
现在描述在陶瓷振动部分14上形成检测单元20的方法。通过利用模具的压模法、利用浆的带成形法等形成压电体。在烧结前，通过热压将压电体叠在衬底的振动部分上。然后，这一叠层经过烧结形成衬底和连在一起的压电体。这一方法需要通过下述形成膜的一种方法在衬底上先形成电极26。
虽然压电膜的烧结温度是根据构成膜的材料适当决定的，但是一般是800℃-1400℃，最好是1000℃至1400℃。最好压电膜与存在的压电膜材料的蒸发源一起烧结，以便控制压电膜的组分。
另一方面，在形成膜的方法中，将第二电极26、压电膜22和第一电极24按这一次序叠在振动部分14上，形成检测单元20。可以采用常规技术中的形成膜的一种方法，例如形成厚膜的一种方法如丝网印刷法，一种应用方法如浸泡法，形成薄膜的一种方法如离子束法，溅射，真空淀积法，离子电镀法，化学气相沉积(CVD)法，或电镀法。从可靠地制造膜的观点出发，在这些方法中最优选的方法是丝网印刷法。然而，形成膜的方法不限于这些方法。通过丝网印刷法将第二电极26、引线28、引线30、端片32和端片34同时加在衬底上。最好通过丝网印刷、浸泡、镀膜等方法形成压电膜22。这些方法采用包含作为一种压电膜材料的主要成分的陶瓷粉末的膏或浆，因此在带有检测单元20的衬底上形成压电膜22，它具有非常好的压电特定。通过形成膜的这些方法中的一种方法形成压电膜不需要任何粘合剂，并且检测单元和振动部分可以被整体地连在一起。因此，从出色的可靠性、出色的再生产性和易于整体化的观点看来，特别优选这一方法。这种膜的形状可以为适当的图案。可以通过一种方法形成图案，例如丝网印刷或光刻，或通过如激光加工、切片或超声波那样的机械加工去除不需要的部分形成图案。
压电膜、第一电极和第二电极的形状完全不受限制，根据其用途可采用任何形状。例如，它们可以是多边形，如三角形和矩形，曲线形如圆、椭圆和环形，梳状形，栅格形，或将这些形状组合起来形成一个特殊的形状。检测单元20不需要镀在振动部分14的整个表面。检测单元20最好镀在振动部分14的一部分上，振动部分14由于振动具有大的位移。
以衬底的一种形状这样形成的膜22、24、26中的每一层膜每当形成时都要分别经过热处理，因此这层膜和衬底成为整体。另外，可以同时对所有膜进行热处理，以便整体连所有接膜和衬底。当通过形成薄膜的一种方法形成第一电极或第二电极时，为了使这些电极成为整体并不总需要进行热处理。
在本发明的传感器部件中，只需要一个检测单元。然而，一个以上的检测单元可以位于振动部分上。在这种情况下，最好提供一个以上的振动部分，以便相对于每个检测单元独立地引起振动。当传感器部件具有一个以上的相同检测单元时，对振动部分的一个给定大小的应力而言，输出信号可以提高。换句话说，当检测单元具有不同的结构时，检测机械阻抗的各种值，因此可以判定和检测颗粒的大小、质量、和数量。
在图5中，传感器部件50包括衬底52和分别位于两个振动部分54a和54b上的两个检测单元60a和60b。在衬底52中，振动部分54a、54b和固定部分56成为整体。振动部分54a、54b和固定部分56形成衬底52的一部分。检测单元60a和60b分别位于振动部分54a和54b上。凹陷部分58a和58b分别形成在振动部分54a和54b的下面，作为谐振腔。衬底52形成有凹陷部分58a和58b，从衬底52的表面52t面向振动部分54，因此振动部分54a和54b中的每一个都很薄。对固定部分56定位，以便包围振动部分54a和54b。
检测单元60a和60b分别具有压电膜62a和626，覆盖压电膜62a和626的外表面62s的至少一部分的第一电极64a和64b，以及覆盖压电膜62a和62b的内表面62t的至少一部分的第二电极66a和66b。第二电极66a和66b分别至少覆盖振动部分54a和54b的表面54s。
有可能用检测单元60a来检测颗粒，并用单元60b补偿由单元60a检测的颗粒。凹陷部分58b内覆盖着过滤器59。由于过滤器59形成有具有预定尺寸的细通孔，所以只有小于通孔尺寸的颗粒能够流入凹陷部分58b。当凹陷部分58b中的颗粒与振动部分54b接触或者特别是碰撞时，检测单元60b和振动部分54b振动，并且检测单元60b的压电膜62b将振动转变成电信号。因此，来自检测单元60b的输出与具有一定尺寸或小于一定尺寸的颗粒有关。来自检测单元60b的输出也可以表示基本的变化，如流体压力、流体速度和流体温度中的变化。
另一方面，由于凹陷部分58a没有任何过滤器，所以具有各种尺寸的颗粒可以进入凹陷部分58a。当颗粒与振动部分54a接触时，检测单元60a输出电信号。因此，检测单元60a的输出与各种尺寸的颗粒有关。
因此可以将检测单元60a的输出与检测单元60b的输出进行比较，以便补偿检测流体中的颗粒的精度。另外，可以从检测单元60b的输出中减去检测单元60a的输出，以便对误差进行补偿。
在图6(a)和图6(b)中，传感器部件70包括衬底72和位于衬底72的三个振动部分74上的三个检测单元80。振动部分具有悬臂梁形状，并且衬底72具有谐振腔78。
振动部分74从固定部分76突出，固定部分76是衬底72的一部分。振动部分是可弯曲的。每个振动部分的边缘具有与谐振腔74相连的切口。应注意的是，虽然图6(a)所示的三个振动部分74是相互平行突出的，但是振动部分不需要相互平行。
检测单元80分别位于振动部分74上。第二电极86覆盖振动部分74的表面。每个振动部分74的一部分不被第二电极覆盖，留有一个边框。压电膜82覆盖第二电极86，并叠在它上面。不被第二电极86覆盖的振动部分74的边框被压电膜82覆盖。第一电极34覆盖压电膜32的表面。每层压电膜84的一部分表面不被第一电极84覆盖。
下面描述采用本发明的传感器部件的方法。
当交流电压从一对电极施加到压电膜上时，通过反压电效应，检测单元和振动单元振动。通过向电极施加电压，可用这一效应来检测颗粒或粘度。另外，也可以通过不向电极施加电压来检测颗粒。
为了在不施加电压时检测流体中的颗粒，流体必须流动。最好流速相对稳定。例如，当内燃机中的润滑剂是流体时，油泵或类似装置工作时最好能保持流体在一定的流速下流动。即使油泵或类似装置不工作，润滑剂也能够通过由内燃机运行引起的机械振动而振动。另外，使传感器部件在被检测的流体中作旋转运动或平移运动，因此流体中的颗粒与传感器部件碰撞。
另一方面，对通过向电极对施加电压来检测颗粒而言，频率调至接近传感器部件谐振频率的电信号被施加到电极上，以便使检测单元振动，由此检测流体中的颗粒和/或检测流体的粘度。在这种情况下，流体可以或者是流动的或者是保持静止的。
不管是否向电极施加了电压，由于存在颗粒而从检测单元输出的信号通常都是很小的，因此该输出信号最好由一个放大电路进行放大。输出信号与颗粒尺寸和颗粒的数量有关，包括放大电路的电路将输出信号转变成颗粒尺寸的分类，以便检测流体中颗粒尺寸的范围。应注意的是，当输出信号足够大时，可以不需要放大电路。
在本发明的传感器部件中，不需要粘合剂将检测单元连到振动部分上，因为检测单元直接位于振动部分上。检测单元可因此工作在高温下。传感器部件具有很长的使用寿命，因为没有粘合剂会受到润滑剂等的侵蚀。此外，由于传感器部件未用任何吸收冲击的材料如粘合剂并且由于压电膜和振动部分薄，所以传感器部件具有很高的检测灵敏度。再者传感器部件可以检测甚至一粒很小的颗粒，以及磁性的、非磁性的或抗磁性的颗粒。
虽然根据一些实施例已经对本发明作了具体描述，但是本发明不限于上述实施例。应懂得根据本领域的一般技术人员的知识，在不脱离本发明原理的前提下，可以做出各种改变、修改和改进等。
权利要求
1.一种检测在流体中无关的固体颗粒的传感器部件，包括具有足够的质量的振动部分，用于对与固体颗粒的碰撞作出响应；以及用于将所述振动部分的振动转变成电信号的设备，以便检测该振动。
2.权利要求1的一种传感器部件，其中所述设备包括至少一个将振动转变成电信号的装置，该装置是从包括以下装置的组中选择出来的压电装置；电磁感应装置；电容改变装置；将光发射到所述振动部分、并检测接收光的部分的光变化的装置；将由于导体中的应力引起的电阻的改变转变成电信号的装置；以及将由于半导体中的应力引起的电阻的改变转变成电信号的装置。
3.一种检测在流体中固体颗粒的传感器部件，包括检测单元，包括基本由第一陶瓷材料构成的压电膜，涂覆在所述压电膜的外表面的至少一部分上的第一电极，和涂覆在所述压电膜的内表面的至少一部分上的第二电极；基本由第二陶瓷材料构成的振动部分，所述检测单元位于所述振动部分上，因此所述第二电极涂覆在所述振动部分的至少一部分上；以及用于固定所述振动部分的固定部分，因此所述振动部分能够振动；其中当所述检测单元和/或所述振动部分与流体中的固体颗粒接触时，所述压电膜将振动转变成电信号。
4.权利要求3的一种传感器部件，其中所述振动部分和所述固定部分是具有单片结构的陶瓷衬底部分，并且所述陶瓷衬底形成有谐振腔，因此所述振动部分具有厚度很小的片形。
5.权利要求3的一种传感器部件，其中所述第一陶瓷材料包括至少从以下组中选出的一种物质，该组包括锆酸铅、铌酸铅镁、铌酸铅镍、铌酸铅锌、铌酸铅锰、锡酸铅锑、钛酸铅、钨酸铅镁、铌酸铅钴和钛酸钡。
6.权利要求1或3的一种传感器部件，其中流体包括润滑剂。
7.权利要求3的一种传感器部件，其中所述压电膜的厚度范围是从1至100微米，所述振动部分的厚度范围是从1至100微米。
8.权利要求1或3的一种传感器部件，其中所述振动部分包括稳定的氧化锆。
9.一种传感器，包括一个传感器部件，包括检测单元，包括基本由第一陶瓷材料构成的压电膜，涂覆在所述压电膜的外表面的至少一部分上的第一电极，和涂覆在所述压电膜的内表面的至少一部分上的第二电极；基本由第二陶瓷材料构成的振动部分，所述检测单元位于所述振动部分上，因此所述第二电极涂覆在所述振动部分的至少一部分上；用于固定所述振动部分的固定部分，因此所述振动部分能够振动；其中当所述检测单元和/或所述振动部分与流体中的固体颗粒接触时，所述压电膜将振动转变成电信号；以及覆盖所述检测单元的保护盖。
10.一种检测流体中的固体颗粒的方法，其中权利要求1或3的传感器部件相对于被检验的流体运动，因此使得被检验的流体中无关的固体颗粒与所述振动部分碰撞。
全文摘要
检测流体中的固体颗粒的传感器部件包括检测单元，包括基本由第一陶瓷材料构成的压电膜，涂覆在压电膜的外表面的至少一部分上的第一电极，和涂覆在压电膜的内表面的至少一部分上的第二电极，基本由第二陶瓷材料构成的振动部分，检测单元位于振动部分上，因此第二电极涂覆在振动部分的至少一部分上，以及用于固定振动部分的固定部分，因此振动部分能够振动。检测单元和振动部分中的至少一个与固体颗粒接触，因此压电膜将振动转变成电信号。
文档编号G01L1/16GK1143184SQ9511510
公开日1997年2月19日 申请日期1995年8月14日 优先权日1995年8月14日
发明者柴田和义, 武内幸久, E·J·施拉德, J·S·艾克勒, R·E·佩林 申请人:日本碍子株式会社