延迟线型无线SAW传感器的访问信号

分析了声表面波 (SAW)传感器无线测量时访问信号的宽度对回波及测量的影响。访问系统通过发射访问信号和接收回波并加以处理来获得测量信息。访问信号是一定宽度的高频脉冲 ,回波信号必然在两端存在过渡区。通过分析声表面波的激发和反射 ,给出了回波信号由多个反射差拍叠加的数学描述。计算了过渡区的宽度 ,提出了访问信号宽度必须大于过渡区的宽度并给出了确定公式 ,分析了访问信号的频率对回波信号的影响 ,给出了实测结果。该工作可以为无线声表面波传感器的设计和访问系统参数的确定提供理论依据     

基于声表面波谐振器的三维纳米团簇敏感薄膜关键技术研究

设计了一种新型基于声表面波技术的气体传感器,理论分析了三维纳米线结构的比表面积大、灵敏度高等优点,采用具备高Q值和低插损的谐振型声表面波器件结构,制备了三维敏感膜结构的声表面波气体传感器.在此基础上,为提高吸附效应,对三维纳米线簇进行了修饰改进.通过将沙林气和芥子气注入放置了声表面波的气体传感器密闭腔体内,经过神经网络识别系统进行定性识别.实验结果表明,基于修饰改进后的纳米线簇敏感膜制备的声表面波气体传感器对给定毒气混合气体的整理识别率大于90%,能够满足通用的毒气定性检测要求.并且三维纳米声表面波气敏传感器的灵敏度和响应速度优于传统的传感装置,在识别系统加大样本数据量时,能够进一步提高识别精度.     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

无线、无源声表面波传感器系统中检波方案的实现

介绍了无源无线声表面波传感器系统,通过对声表面波的回波窄带信号的分析,阐述了基于数字方式解调回波窄带信号的数学原理.应用matlab仿真对回波窄带信号进行解调,分析相位误差产生的原因,论证了数字正交检波技术的优越性、可行性.在给出仪器系统硬件框图的基础上,根据虚拟仪器技术构建灵活、便携、开发成本低等优点,提出了应用LabVIEW实现数字正交检波技术的硬件方案.     

ZnO薄膜声表面波型SF6气体传感器的研究

提出了一种基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器.将利用微乳液法制备的ZnO颗粒制作在声表面波器件上,形成了一种对SF6气体具有物理吸附和脱吸附作用的ZnO薄膜.应用小波函数加权的输入换能器和具有抑制体声波作用的多条耦合器到声表面波器件中,传感器的频率响应特性得到了提高.声表面波器件的双声路结构消除了因外界测量条件改变引起的测量误差,进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器具有较好的重复性和较强的连续测量特性,在测量范围内对各种浓度的SF6气体具有好的响应特性,传感器在9(SF6)为0.5×10-6到20×10-6范围内的线性灵敏度大约为7.3 kHz/10-6,但对CO2、N2具有一定的交叉灵敏度.     

谐振型声表面波无线温度传感器

从声表面波振荡器的温度敏感机理,阐述了所提出的一种谐振型声表面波无源无线温度传感系统的结构和工作原理,并测量了该传感系统的温度———频率特性.实验结果表明,以L iNbO3为基片的谐振型声表面波无源无线温度传感系统具有较高的温频线性度和较高的温度灵敏度.     

声表面波无线无源传感器

无线无源赋予声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器的显著特点使其在物联网、智能电网、智慧城市等领域日益受到关注.综述了上海交通大学在SAW基础理论、器件精确仿真分析建模、传感器无线阅读装置设计、信息获取及处理算法以及应用等方面的研究成果,详细介绍了面向智能化配网中压开关柜动静触头温度、环网柜电缆终端头温度以及配网变压器油温/油位监测的声表面波无线无源温度传感器研发与应用情况,同时介绍了耐高温声表面波无线无源传感器研发进展以及在炼铝电解槽温度监控中的应用.     

一种新型声表面波温度传感器的研究

利用声表面波技术（ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ，ＳＡＷ）研究传感器，能使传感器无源且易于实现遥测，从而可以使其应用于某些普通传感器无法应用的特殊场合。研究设计了一种ＳＡＷ无源温度传感器以及相应的遥测系统，指出了其中的几项关键技术，计算了该传感器的灵敏度。实验证实，这种温度传感器及其系统是完全可行的。它不仅具有灵敏度高、测温范围广等特点，而且由于传感器的无源和遥测，可望用于转子温度测量等特殊场合。     

利用PVDF检测金属表面缺陷的实验研究

提出一种利用聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器检测激光超声的实验方法.将PVDF薄膜附着在微型柱状刀劈上,钳紧在特制的金属固定块上,引出两个电极,从而实现信号的声电转换.利用Nd:YAG脉冲激光器在金属铝板上激发声表面波,PVDF传感器固定在远场区域接收超声信号,并采用扫描激光线源技术,在线检测金属铝表面的微小缺陷.当激光源扫描至缺陷近场区域时,观察信号的幅度和频率特征,从而可以检测微小缺陷的位置,提取缺陷的有关信息.结果表明信号灵敏度高,适合观察声表面波,并可用于表面缺陷的检测.     

无线声表面波传感信号的正交采样处理

声表面波(SAW)延迟线型无线传感器测量系统中，信号在反射栅上的延迟时间随着被测量的变化而发生改变．如何提取回波信号上的延时信息是提高传感器精度的关键．理论分析和实验都表明，以往采用的相干I、Q解调测量相位方法存在着较大的相位测量误差．为进一步减小这些误差，引入了基于多相滤波的正交变换方法对无线SAW信号进行检波处理，在数字域中实现整倍抽取和延迟校正滤波，实现信号的正交采样．仿真和实验结果表明，正交采样法能够消除模拟解调所带来的误差．这种方法既提高了相位检测精度．也保证系统容易实现．最后，给出了测试系统的硬件实现方案．     

带有温度检测的声表面波气体传感器

设计并分析了一种新型多参量声表面波传感器.相比于传统的气体传感器,设计通过两组声路可以对气体与温度同时进行检测并直接显示被测数据.设计解决了不同温度下器件对气体敏感度不同而导致的测不准问题.实验中分别使用了中心频率为99.85 MHz和174.5 MHz的声表面波器件对气体和温度进行了检测.对理论及实验结果进行了讨论分析,实验数据与理论推导结果相吻合.     

环网柜无源无线测温管理系统设计

为实现对环网柜电气连接点的温度在线监测和告警,本文设计了基于声表面波(SAW )的无源无线测温管理系统,重点论述了声表面波无源无线测温原理和告警控制算法。基于RS485标准Modbus协议并通过Epon网络将SAW传感器采集的温度信息准确及时传输至通讯管理机;通讯管理机将温度信息转换为IEC61850信息并运行告警控制算法,监控计算机展示数据。采用高低温箱模拟温度变化和MV1000记录温度,对无源无线测温管理系统进行验证,试验证明,该系统运行稳定可靠,效果良好。     

高频声表面波传感器的仿真

根据声表面波传感器的特点,提出应用耦合矩阵模型仿真高频声表面波传感器的初值条件、边界条件,进行了高频反射栅延迟线型和谐振型声表面波传感器的频率响应仿真.仿真SAWS的频率响应与实际测试的频率响应的包络相吻合.实验结果表明,本文提出的声表面波传感器仿真初值条件和边界条件是正确的.     

基于ZnO半导体纳米线膜的声表面波型紫外探测器

针对传统半导体光电探测器件结构的宽带隙半导体紫外探测器可测信号弱的问题,提出了一种基于ZnO纳米线膜的声表面波型紫外探测器。该探测器利用ZnO纳米线膜的强紫外光电响应特性和声表面波器件的灵敏的声电相互作用机制,将采用高纯锌粉的热蒸发氧化工艺制备的纤锌矿型ZnO纳米线制作在已有声表面波小波传感器上。利用光致发光谱研究发现,由于低维激子限域效应和表面效应,所制作ZnO纳米线敏感膜中的紫外光电效应优于外延ZnO半导体薄膜;同时,基于ZnO纳米线膜的声表面波式紫外探测器在紫外光辐照下该探测器的中心频率减小,损耗增大。实验研究表明该器件能够实现长波紫外光的高灵敏度探测。     

一种新型的声表面波有机气体检测方法￣①

为进一步提高声表面波气体传感器的性能，这里研制一种全新的、采用声表面波谐振器的传感器。该种传感器与基于声表面波延迟线的传感器相比，具有低噪声和高灵敏度等特点。经实验验证，该方法为研制谐振式传感器提供了一个新的技术平台。     

一种新型的声表面波有机气体检测方法

为进一步提高声表面波气体传感器的性能，这里研制一种全新的，采用声表面波谐振器的传感器，该种传感器基于声表面波延迟线的传感器相比，具有低噪声和高灵敏度等特性。经实验验证，该方法对研制谐振式传感器提供了一个新的技术平台。     

超声液位检测中回波能量透射系数的计算

利用传输矩阵方法,推导了多层介质超声液位检测中回波能量透射系数的表达式.得出了在被检测结构一定的条件下,大的回波能量透射系数对应有一最佳检测频率.由此表明,选择合适的声发射换能器,有助于提高液位检测回波信号的强度.     

非均匀结构软组织冲激响应估计方法模拟研究

传统的超声解卷积的方法，是从测量信号中去掉测量系统冲激响应的影响，从而恢复实际回波信号．对于通过解卷恢复非均匀结构软组织深部散射源的散射信号，非均匀声程介质冲激响应的估计就成为关键．笔者从改进的传输模型出发，利用维纳逆滤波方法，逐层估计出组织中非均匀声程介质的冲激响应．计算机模拟实验证明该方法是可行的     

声表面波瓦斯传感器高压电薄膜研究

我国煤矿瓦斯事故频发,造成大量人员伤亡和国有资源流失.声表面波瓦斯传感器体积小、工作稳定,能够有效提高煤矿瓦斯监、检能力,减少瓦斯事故.声表面波瓦斯传感器的灵敏度主要取决于压电薄膜的压电系数及机械品质因数,因而高压电系数、高机械品质因数的压电薄膜对于制备高性能声表面波瓦斯传感器具有重要意义.文中通过磁控溅射法沉积PMnN-PZT三元系铁电薄膜,所得薄膜具有高压电性及较高的机械品质因数,有望应用于声表面波瓦斯传感器制备.     

非均匀结构软件组织冲激响应估计方法模拟研究

传统的超声解卷积的方法，是从测量信号中去掉测量系统激响应的影响，从而恢复实际回波信号。对于通过解卷恢复复非均匀结构软组织深部散射源的散射信号，非均匀声程介质冲激响应的估计就成为关键。