SAW传感器对神经性毒剂及模拟剂的检测进展

基于压电效应和化学特异选择性的有机敏感材料的声表面波(SAW)传感器,因其具有体积小、响应时间快、选择性好、可集成度高等优点而成为对气体实时、在线检测的重要手段之一。介绍了SAW传感器在神经性毒剂及其模拟剂检测中的应用,重点从SAW传感器测试电路、敏感膜材料、成膜方法及信号处理等方面介绍此领域的研究现状,并对发展趋势进行了展望。     

声表面波气体传感器电路的优化设计

本文设计的SAW气体传感器电路引人预偏置技术解决了SAW传感器对微量气体测试存在盲区的问题。同时,对电路进行调整避免了频率的跳变。整个测试系统结构简单,经实测表明具有较高精度,满足气体传感检测的需要。     

基于超支化聚合物的声表面波化学毒剂传感器

基于声表面波（SAW）技术的化学毒剂传感器在检测下限、响应速度以及减小温度、湿度交叉敏感等方面还需进一步提高。提出了在SAW双端口谐振器上涂敷超支化聚合物的方法提高传感器的检测下限和灵敏度。通过建立Van Dyke模型,分析了敏感膜对SAW化学毒剂传感器Q值、插入损耗以及电路阻抗匹配的影响。利用谐振器代替延迟线,确保了器件具有插入损耗、高Q值的特点。实验证实,在谐振器的中心栅结构上涂覆聚合物可以减小粘弹性聚合物对谐振器插损、Q值以及输入输出阻抗的影响。对设计的化学毒剂传感器进行了沙林毒剂检测实验,采用315MHz的SAW谐振器结合超支化聚合物膜,检测沙林气体浓度为5．0mg／m^3。实验表明：这种传感器的灵敏度可达到600Hz／mg／m^3,响应时间为50s,恢复时间约为60s。     

声表面波技术在化学战剂检测中的研究及发展

该文通过对目前世界各国SAW技术检测化学战剂研究发展状况的回顾,系统介绍了SAW传感器中膜材料的选择、灵敏度和温湿度、干扰气体、气体流速等因素对检测的影响,以及阵列式SAW传感器的检测方法,尤其是联合化学战剂检测器JCAD在化学战剂检测中的实际应用,并对今后声表面波技术检测化学战剂的研究发展前景提出了初步看法.     

声表面波阵列传感器研究进展

声表面波(SAW)阵列传感器具有许多独特的优点,目前已成为检测化学毒剂的重要手段之一:近年来,随着以SAW阵列传感器为主要技术的电子鼻的发展,使得SAW阵列传感器在食品检测、环境治理等领域得到了广泛应用.对SAW阵列传感器的发展及其应用进行了综述.     

SAW技术在化学战剂检测中的研究进展

目前,世界各国对SAW技术应用于化学战剂检测进行了广泛而深入的研究.该文简要回顾了SAW化学气体传感器膜材料的选择情况,着重讲述了近年来对适合SAW化学气体传感器镀膜方法的研究及应用,并对今后声表面波技术检测化学战剂的研究发展前景提出了初步看法.     

新型抗腐蚀结构声表面波湿度传感器的研究

为解决声表面波(SAW)湿度传感器存在易被污染、不易清洁、稳定性差等问题,提出了一种新的基于改进的单端口SAW谐振器结构用于湿度检测。在此结构中,在ITO材料制作的叉指换能器和反射阵上溅射厚度为5pm Si3N4层以屏蔽各种腐蚀性物质如酸性、碱性等腐蚀性气体对SAW谐振器电极的侵蚀。相比常规谐振器,新结构加大了谐振器叉指换能器与一个反射阵之间距用于涂敷湿敏材料,同时在石英基片背面布设ITO材料脱湿电路。给出了基于此类结构SAW湿度传感器的制作工艺、感湿实验测试结果。实验验证了该结构SAW湿度传感器的可清洁性、耐腐蚀性及该结构的有效性。     

双声路声表面波毒剂传感器的设计

对声表面波（SAW）芯片结构类型、参数条件、覆膜方法及制作工艺流程进行了详细研究,设计了一种新型双声路谐振器型SAW毒剂传感器,并以聚表氯醇PECH为敏感膜材料,测试了该传感器对芥子气（HD）的检测性能,结果表明：该传感器具有稳定性好、灵敏度高、响应快速、适于连续实时检测等特点,为发展毒剂检测器材提供了依据。     

用于气体传感器的声表面波振荡器频率稳定性分析

作为声表面波(SAW)气体传感器的关键元件,SAW振荡器的频率稳定性直接影响到传感器的灵敏度和检测下限.因此,提高SAW振荡器的频率稳定度是传感器研究的关键.这里在ST石英基片上研制了一种具有低插入损耗(在10dB以内)、单一模式控制的SAW双延迟线型振荡器,并分析了作为频控元件的延迟线Q值以及系统温度对振荡器频率稳定性的影响,提出了改善方法.另外还研究了高频SAW延迟线型振荡器的频率稳定性,研制了一种300MHz频段上的SAW双延迟线型振荡器,其频率稳定度达到了0.066×10-6量级.     

杯芳烃在SAW化学传感器中的应用

该文简要回顾了SAW化学传感器的发展及其敏感膜的研究情况,着重介绍了第三代超分子一杯芳烃的结构特点、识别有机化合物的能力以及作为SAW化学传感器敏感膜层的使用情况,并对杯芳烃SAW传感器在检测有毒工业化学品及化学战剂领域中的应用前景进行了展望.     

声表面波温度传感器的研究

研究了声表面波温度传感器的敏感机理，延迟线设计的若干准则，结构参数设计的方法选择，以及配套电路设计，并对频温特性的测试进行了探讨。     

超声波在血液净化技术中的应用研究

介绍了一种应用于血液净化设备中血液体外循环回路安全监控环节的超声波气泡监测传感器,简述超声波及其检测电路上作原理,并对其结构特性作了说明。对传感器在血液净化技术中的临床应用原理、工作条件和安全监测功能进行了深入的分析,给出了详细的电路原理图。采用嵌入式微控制器及其集成A／D转换信号处理功能,结合设备临床操作与应用情况,提出白适应算法来自动确立报警阈值,克服了环境温度、现场操作等差异,有效的避免了误报和漏报现象。     

基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统

将声表面波传感器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出了一种基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统.该系统由声表面波传感器、信号调理电路、处理器、WIFI模块和无线接收终端组成.声表面波传感器混频后的信号经过信号调理电路后,转换为处理器可计频的低频方波信号,并通过WIFI模块将采集到的信号无线发送到接收终端.通过一个输出信号范围在100 kHz~350 kHz声表面波传感器信号采集系统的实现,对该系统的结构、性能进行了验证和测试.实验结果表明,该系统可以实现测试范围内信号的采集、发送和无线接收,系统输入信号与无线接收终端接收信号之间的平均绝对误差为0.843 kHz,最大相对误差为0.51%,无障碍环境有效采集范围约为100 m,有障碍环境有效采集范围约为50 m.     

声表面波传感器的集总参数等效电路

分析了声表面波传感器的集总参数效电路，给出了参数的ＣＡＤ方法。     

基于CAN总线的汽车轮速传感器设计

传感器网络化是传感器领域发展的一项新兴技术。它在统一网络协议的基础上实现传感器信号的数字化、网络化的变送。介绍了一种基于CAN总线的汽车轮速传感器的设计方法及有关芯片的功能,设计研究了轮速传感器信号处理电路并用单片微机进行信号的采集和处理。所设计的传感器测速系统测量实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。     

监测挥发性有机物的SAW传感器的研究进展

综述了可以连续操作和用于原位监测有机挥发性化合物的声表面波(SAW)化学传感器的研究进展。不锈钢包装和集成电路板的应用,使SAW传感器可以用于空气、土壤和水等在内的多种环境中监测有机挥发性化合物(VOCs)。介绍了根据常见地下水污染物氯代脂肪烃(如三氯乙烯)选择的高分子膜以及对传感器进行的优化。     

声表面波气体探测器控制电路设计与优化

声表面波气体探测器包括声表面波传感器阵列、富集器、气泵、温度控制器等部件。基于8051单片机为探测器设计了一套控制电路并编写了控制程序,通过调节控制电路改变探测器的工作参数,分别测试了采样气泵流速、富集器的吸附时间与解吸附时间对声表面波气体探测器性能的影响,为优化探测器性能提供了实验依据。     

SAW 无线传感器的高精度信息提取及硬件实现

在无线声表面波传感器系统中,由于模拟正交解调电路调整等方面I、Q两通道间幅度一致性和两路本振信号不完全正交,或双路A／D特性不一致,而使在传感器信息提取时相位检测误差较高,为高精度提取SAW传感器信息,提高传感器的测量精度和灵敏度,本文利用中频采样,使得A／D变换的采样通道数由传统模拟式I、Q检波时的双通道变为中频直接采样的单通道,并在数字域中利用Hilbert法对信号进行正交检波,从而提高了相位检测精度,此外,给出了系统的硬件实现。