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.     

声表面波传感技术用于微液滴尺寸检测的研究

为了实现微液滴大小的检测,设计了一种基于声表面波技术的液相传感检测系统,并对5~10μL的微水滴大小进行了检测.实验结果表明:声表面波的幅度衰减与微液滴的大小之间存在相关性,相关系数在0.9以上,证明了声表面波技术用于微液滴大小检测的可行性.同时还发现,在相同的条件下,对大小相同而黏性不同的微水滴和微油滴进行检测,声表面波的变化趋势和衰减程度不同,说明液相的黏性会在一定程度上影响声表面波的传输.     

SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波传输特性的有限元分析

基于COMSOL软件对SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波(surface acoustic wave,SAW)传输特性进行有限元(finite element method,FEM)分析.深入分析了多层结构中声波的色散特性,直观地展现了表面波向漏表面波的转化过程,研究了Al电极层厚度和SiO2缓冲层厚度对声表面波的影响.基于微加工工艺研制出一系列不同结构的声表面波谐振器,并对其频率响应特性进行了测试.测试结果与仿真结果基本一致,其中,1阶模式的声表面波表现出较好的应用潜力,可用于声表面波滤波器的研制.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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     

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。     

基于声表面波传感的无线标签识别系统

构架了一种基于声表面波延迟线式的无线标签识别系统,该系统以不同的无源编码标签代表不同的对象,通过对标签的传感以达到目标识别的目的,介绍了标签传感器和系统的信号处理方法,基于实际应用,对同一型号的标签传感器进行不同的体外编码,并在实验中对标签编码进行了验证。     

Detection of 2,4-dinitrotoluene using hydrogen-bond acidic polymer coated SAW sensor

A strong hydrogen-bond acidic （HBA） polymer linear fluoroalcoholic polysiloxane （PLF）, synthesized by one-step hydrosilylation, was introduced for 2,4-dinitrotoluene （2,4-DNT） detection using surface acoustic wave （SAW） devices. FT-IR spectra and 1H NMR spectra char- acterizations confirmed its molecular structure. Then, PLF was dissolved in chloroform, and spray coated onto a 434 MHz SAW device. And subsequently, the sensitivity and selectivity of the fabricated sensor were studied based on a SAW test platform. To 2,4-DNT of 1 ppm and 100 ppb （for DNT, 1 ppm = 8.1 mg/m3; 1 ppb = 8.1 ;tg/m3）, the responses of the sensor rose 7.7 and 1.5 kHz, respectively. Furthermore, compared with some common interference vapors at 10 mg/m3, the response of the sensor to 2,4-DNT at 1 ppm was 5 times stronger. The sensitive property was attributed to the hydrogen bond interaction between the hexafluoroisopropanol （HFIP） group in PLF and the basic lone electron pairs of nitro-groups in 2,4-DNT. Comparison between the PLF sensor and hydroxyl group functionalized polymer （carbowax and MOBCD）-coated sensors was investigated, and the results showed that the PLF sensor exhibited better sensitivity. In a word, the PLF sensor exhibited fast response, negligible baseline drifts and excellent reversibility, indicating good candidates of HFIP group functionalized HBA polymers for practical nitroaromatic explosives detection.     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

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。     

基于磁流体黏性负载效应的压电层状结构SH-SAW传播特性分析

在分析声表面波(SAW)传感器机理的基础上,提出一种新型的磁流体-声表面波传感器(MF-SAW),建立起工作在均匀磁场中的MF-SAW理论模型,并进行数值求解,讨论不同磁场强度下的SH-SAW传播相速度、能量损耗特性。结果表明,通过改变磁流体黏性,磁场强度与SH-SAW传播属性具有较好的曲线关系,有助于对MF-SAW传感器的进一步研究分析。     

基于支持向量机的SAW传感器阵列鉴别毒害气体的研究

采用支持向量机技术, 对声表面波传感器阵列检测出的气体特征矢量和被测样本信息进行训练和分类, 鉴别出被测气体中的毒害气体. 实验结果验证了方案的可行性和有效性.      

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．     

声表面波技术在啁啾扩频超宽带射频识别中的应用

提出一种新的基于啁啾扩频超宽带技术的声表面波射频识别标签模型,该标签利用了伪随机序列进行编码,并使用了抽样函数作为扩频波形.标签参数符合超宽带无线通信标准,其带宽大于等于500 MHz.该系统具有时延小及发射功率低的优点.此外,提出了多址标签编码方式,取代了中心频率为2.45 GHz、带宽等于82.5 MHz声表面波标签通常使用的通/断编码方式.最后给出了仿真结果.