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1. WO2007087936 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR DETEKTION EINER SUBSTANZ IN EINER FLÜSSIGKEIT

Veröffentlichungsnummer WO/2007/087936
Veröffentlichungsdatum 09.08.2007
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2006/069827
Internationales Anmeldedatum 18.12.2006
IPC
G01N 29/036 2006.01
GPhysik
01Messen; Prüfen
NUntersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Bestimmen ihrer chemischen oder physikalischen Eigenschaften
29Untersuchen oder Analysieren von Stoffen mittels Ultraschall-, Schall- oder Infraschallwellen; Sichtbarmachen des Inneren von Gegenständen durch Übertragen von Ultraschall-, Schall- oder Infraschallwellen durch den Gegenstand
02Analysieren von Flüssigkeiten oder Gasen
036durch Messung der Frequenz oder Resonanz akustischer Wellen
G01N 27/00 2006.01
GPhysik
01Messen; Prüfen
NUntersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Bestimmen ihrer chemischen oder physikalischen Eigenschaften
27Untersuchen oder Analysieren von Stoffen durch Anwendung elektrischer, elektrochemischer oder magnetischer Mittel
CPC
G01N 2291/0256
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
2291Indexing codes associated with group G01N29/00
02Indexing codes associated with the analysed material
025Change of phase or condition
0256Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
G01N 2291/02881
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
2291Indexing codes associated with group G01N29/00
02Indexing codes associated with the analysed material
028Material parameters
02881Temperature
G01N 29/036
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
29Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
02Analysing fluids
036by measuring frequency or resonance of acoustic waves
Anmelder
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • WEBER, Jan [DE]/[DE] (UsOnly)
Erfinder
  • WEBER, Jan
Gemeinsamer Vertreter
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Prioritätsdaten
10 2006 004 449.531.01.2006DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR DETEKTION EINER SUBSTANZ IN EINER FLÜSSIGKEIT
(EN) DEVICE AND METHOD FOR THE DETECTION OF A SUBSTANCE IN A LIQUID
(FR) DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE DÉTECTION D'UNE SUBSTANCE DANS UN LIQUIDE
Zusammenfassung
(DE)
Die Erfindung gibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion einer Substanz in einer Flüssigkeit an. Die Vorrichtung umfasst mindestens ein piezoakustisches Resonatorelement (30; 40) mit mindestens einer piezoelektrischen Schicht (310, 320; 410), an der piezoelektrischen Schicht anliegenden Elektroden (311, 312; 321, 322; 411, 412) und mindestens einem Oberflächenabschnitt (2a), der für die Anlagerung der zu detektierenden Substanz aus der Flüssigkeit eingerichtet ist, wobei das piezoakustische Resonatorelement (30; 40) derart beschaffen ist, dass durch Anlegen einer Spannung mittels der Elektroden an die piezoelektrische Schicht (310, 320; 410) eine Volumenschwingung der piezoelektrischen Schicht mit Resonanzfrequenz angeregt wird, die sich in Abhängigkeit der Masse der angelagerten, zu detektierenden Substanz ändert, Eine Auswerteeinrichtung (3) ist zur Ermittlung eines Anlagerungskennwerts anhand der gemessenen Resonanzfrequenz vorgesehen. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (4) zur Ermittlung eines Temperatureinflusses auf die Resonanzfrequenz durch Messung bei mindestens zwei unterschiedlichen Schwingungen, von denen eine erste Schwingung einer Massen- und Temperaturabhängigkeit und eine zweite Schwingung im Wesentlichen ausschließlich einer Temperaturabhängigkeit unterliegt, wobei die Auswerteeinrichtung (3) zur Ermittlung eines Anlagerungskennwerts dazu eingerichtet ist, anhand der Messwerte der mindestens zwei Messungen einen temperaturunabhängigen Anlagerungskennwert zu bestimmen.
(EN)
The invention relates to a device and a method for detecting a substance in a liquid. The inventive device comprises at least one piezo-acoustic resonator element (30; 40) encompassing at least one piezoelectric layer (310, 320; 410), electrodes (311, 312; 321, 322; 411, 412) contacting the piezoelectric layer, and at least one surface section (2a) which is equipped so as to accumulate the substance that is to be detected from the liquid. The piezo-acoustic resonator element (30; 40) is designed such that a volume vibration of the piezoelectric layer is excited at a resonant frequency by applying a voltage to the piezoelectric layer (310, 320; 410) by means of the electrodes, said resonant frequency changing in accordance with the mass of the substance that has accumulated and is to be detected. An evaluation unit (3) is provided for determining a characteristic accumulation value based on the measured resonant frequency. The inventive device further comprises an apparatus (4) for determining an influence of the temperature on the resonant frequency by taking measurements at least at two different vibrations, a first one of which depends on the mass and the temperature and a second one of which substantially depends exclusively on the temperature. In order to determine a characteristic accumulation value, the evaluation unit (3) is equipped so as to determine a temperature-independent characteristic accumulation value based on the measured values of the at least two measurements.
(FR)
L'invention concerne un dispositif et un procédé de détection d'une substance dans un liquide. Le dispositif comporte au moins un élément résonant piézoacoustique (30, 40) présentant au moins une couche piézoélectrique (310, 320; 410), des électrodes (311, 312; 321, 322; 411, 412) s'appuyant contre la couche piézoélectrique, et au moins une section de surface (2a) destinée à la fixation de la substance à détecter et provenant du liquide. L'élément résonant piézoacoustique (30, 40) est conçu de telle manière que par application d'une tension à la couche piézoélectrique (310, 320; 410) au moyen des électrodes, la couche piézoélectrique entre en vibration de volume avec fréquence résonante, cette vibration variant en fonction de la masse de la substance à détecter fixée. Un dispositif d'évaluation (3) sert à déterminer une caractéristique de fixation sur la base de la fréquence de résonance mesurée. Le dispositif selon l'invention comporte également un système de détermination (4) de l'influence de la température sur la fréquence de résonance par mesure d'au moins deux vibrations différentes, une première vibration dépendant de la masse et de la température et une deuxième vibration dépendant essentiellement de la température. Le dispositif d'évaluation (3) servant à déterminer une caractéristique de dépôt est conçu pour déterminer une caractéristique de dépôt dépendant de la température sur la base des valeurs des mesures.
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