[发明专利]用于非侵入性测量的换能器

权利要求书

1. 一种用于非侵入性测量的换能器(10)，包括：

- 剪切型压电元件(20)；和

- 主体材料(30)；

其中，所述剪切型压电元件安装到所述主体材料的第一面(40)；

其中，所述主体材料的第二面(50)构造成安装到器皿(60)的壁，所述器皿构造成保持液体(70)；

其中，当所述主体材料的所述第二面安装到所述器皿的所述壁时，所述换能器在以激活频率被激活时配置成将Lamb波发射到所述器皿的所述壁中；并且

其中，所述换能器配置成使得所述器皿的所述壁中的所述Lamb波的相位速度大于由所述器皿保持的所述液体中的声速。

2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述主体材料是聚酰胺。

3.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述压电元件是单个陶瓷剪切型压电元件。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述换能器配置成使得所述器皿的所述壁中的所述Lamb波的所述相位速度大于所述剪切型压电元件中的所述声速。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述换能器配置成使得所述器皿的所述壁中的所述Lamb波的所述相位速度大于所述主体材料中的横向波的速率。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述激活频率基于所述器皿的所述壁的厚度(80)来选择。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述压电元件的面(90)附接到所述主体材料的所述第一面，并且其中，所述剪切型压电元件的所述面的尺寸(100)显著地大于所述剪切型压电元件的与所述剪切型压电元件的所述面垂直的厚度(110)。

8.根据从属于权利要求6时的权利要求7所述的换能器，其特征在于，所述剪切型压电元件的所述厚度至少部分地基于所述激活频率。

9.根据从属于权利要求6时的权利要求7-8中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述剪切型压电元件的所述尺寸至少部分地基于所述激活频率。

10.根据权利要求7-9中的任一项所述的换能器，其特征在于，当所述主体材料的所述第二面安装到所述器皿的所述壁时，所述换能器在被激活时配置成将泄漏Lamb波发射到由所述器皿保持的所述液体中，并且其中，所述泄漏Lamb波的传播方向至少部分地基于所述剪切型压电元件的所述厚度。

11.根据权利要求7-9中的任一项所述的换能器，其特征在于，当所述主体材料的所述第二面安装到所述器皿的所述壁时，所述换能器在被激活时配置成将泄漏Lamb波发射到由所述器皿保持的所述液体中，并且其中，所述泄漏Lamb波的传播方向至少部分地基于所述剪切型压电元件的所述面的所述尺寸。

12.根据权利要求7-9中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述激活频率的改变导致所述泄漏Lamb波的所述传播方向的改变，使得可实现可适应的换能器。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的换能器，其特征在于，所述主体材料的所述第一面与所述主体材料的所述第二面成角度。

14. 一种非侵入性测量方法(200)，包括：

a) 将换能器安装(210)到容纳液体的器皿，其中，所述换能器包括剪切型压电元件和主体材料，其中，所述剪切型压电元件安装到主体材料的第一面，并且，所述主体材料的第二面安装到所述器皿的壁；和

b) 以激活频率激活(220)所述换能器，以将Lamb波发射到所述器皿的所述壁中；并且其中，所述器皿的所述壁中的所述Lamb波的相位速度大于由所述器皿保持的所述液体中的声速。