基于SAW器件的微间隙压力监测传感器

声表面波SAW(Surface Acoustic Wave)器件能进行无源无线通信,为微间隙等特殊环境下物理量的测量提供了新的解决思路.研究设计了一种基于声表面波延迟线的接触应力传感器.围绕微间隙环境,研究了声表面波器件的结构类型,并确定压力监测的技术方案;根据设计原理,设计一种新型声表面波传感器,并利用有限元分析法对压电基片进行应力仿真;将设计出的传感器进行实验测试并提出温度补偿.通过对声表面波传感器设计的探究,验证了利用声表面波传感器实现微间隙压力监测的可行性.     

基于声表面波延迟线和谐振器的无源无线阵列传感器

本文介绍了延迟线型无源无线声表面波传感器的结构、传感器系统的组成、工作原理和传输特性.在分析延迟线型无源无线声表面波传感器缺点的基础上,提出了一种全新的谐振延迟型无源无线声表面波传感器的模型,并用延迟线和谐振器构造了这种传感器.它既有谐振型传感器传感距离远的优点,又有延迟线型传感器容易编码的优势.本文还分析了该传感器的信号响应特性和传感器系统的构造.     

无源无线声表面波温度传感器及其在智能变电站中的应用

为了克服智能变电站温度检测环境复杂、非接触、精度低、成本高的缺点,研究并开发了一款无源无线声表面波智能温度传感器;研究了该型温度传感器的检测机理,并研究了无源无线声表面波智能传感器收发系统;设计了传感器系统射频模块匹配电路,并对输入输出信号进行了Multism仿真;基于无源无线声表面波传感器构建了智能变电站温度检测系统;现场试验发现系统温度精度提高了10%以上,长期运行无故障,表明该无源无线声表面波温度传感器在智能变电站测温中具有优异的表现,具有较广的应用前景。     

基于声表面波谐振器的无线测量系统

传感器无源化使得高温,低温等地正常工作的极端环境条件下的参数测量成为可能,而无线测量方式对于运动物体的参数测量极为适合。本文介绍了基于相位延迟时间测试的查询式无线无源声表面波传感器,在此基础上,提出了基于声表面波谐振器的无线无源传感器,并设计实验对这一传感原理进行了验证。     

声表面波无源无线传感器研究

本文阐述了声表面波无源无线传感器的分类、原理和特点,详细介绍了声表面波无源无线传感器的发展历史、成功应用实例和国内外研究现状,分析了该传感器与其它传感器相比的优势和存在的不足之处,展望了研究的学术意义和潜在的应用前景.     

声表面波无源无线传感系统

介绍了一种新型的无源、无线声表面波传感系统。传感器单元无电源供电，传感的能量来自外界的无线电磁波。传感器单元间，输入和输出均采用非接触的无线方式，无需电线连接。在声表面波传感器中，特殊叉指换能器构造了无源无线编码器和解码器，它能对众多传感器单元编码。该传感器可广泛应用于各种智能结构系统和工程应用中。     

基于延迟线理论的新型无源声表面波传感器研究

基于声表面波的延迟线理论,设计出一款新型的无线无源SAW温度和压力混合传感器.该传感器中温度对信号的影响掺杂在检测压力变化的信号中,通过引入权重因子,把压力信号从温度和压力共同影响的混合信号中分离出来,从而达到温度和压力同时检测的目的.此设计充分利用了IDT的转换能量,减少了信号之间的干扰,并对IDT及反射器进行优化设计,提高了传感器的灵敏度.此传感器具有无线无源等特点,适合在复杂环境下工作.     

基于辨识标签原理的无源声表面波传感器技术要点与发展趋势

本文在讨论基于辨识标签原理的无源声表面波传感器的原理的基础上,分析了衰减损耗和尺寸、交叉敏感、反射极排列和信号处理等传感器技术要点的当前存在问题以及发展趋势。     

基于ANSYS的声表面波氢气传感器压电分析

设计了声表面波氢气传感器的结构,利用ANSYS软件建立了声表面波传感器的有限元模型,并对SAW氢气传感器进行了仿真,最后用数据处理软件Origin分析了敏感薄膜的材料参数对传感器输出的影响.传感器通人1 000× 10-6的氢气后,钯膜的厚度、密度、弹性模量等发生了相应改变,进而导致输出电压、频率等发生改变.分析表明:...     

声表面波传感器的原理及应用综述

详细论述了声表面波传感器的工作模式、工作原理;结合目前声表面波传感器的发展状况,详细论述了声表面波在智能变电站、电力设备、列车、湿度检测以及在复杂多变环境中的应用;对声表面波传感器的发展给出了展望.     

无源声表面波谐振器的无线温度传感系统

介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统。作为传感器的谐振器受到正弦脉冲串的无线激励。因激励信号的中心频率不同于谐振器的谐振频率，所以回波信号是一调幅信号，其包络的主频就是谐振器的谐振频率和激励信号中心频率的差频。给出了传感系统的电路设计以及信号处理方法。实验数据和器件的温度系数吻合。     

一种声表面波无线传感器的小型化微带天线

声表面波(SAW)无源无线传感器常用于检测复杂环境下的物理参数。本文针对SAW无线无源传感器天线对低轮廓、小尺寸天线的要求,同时采用短路加载技术和贴片开槽技术,设计了一款小型化的低轮廓微带天线,天线贴片尺寸仅为21.4*21.3mm2,高度仅1mm。测试结果表明,天线,在小型化、低轮廓与增益之间取得良好折中。利用制作的天线,实现了SAW无源无线传感器的检测。     

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.     

Solvation,transduction and independent component analysis for pattern recognition in SAW electronic nose

This paper revisits the fundamental basis for signal generation in polymer coated SAW vapor sensors and applies the independent component analysis (ICA) for feature extraction from the SAW sensor array data to explore whether the independent components could represent analyte-specific solvation parameters and whether they could form the feature vector for reliable pattern classification. Thermodynamic partitioning of analytes between vapor and polymer phases is treated as independent contributions from different solvation mechanisms, each associated with characteristic ‘environment swap’ energy. The overall equilibrium partition coefficient of an analyte is modeled as product of partial partition coefficients associated with different solvation mechanisms. The polymer films on SAW devices are treated to be acoustically thin. The theory of signal generation accounts for effects from both the mass as well as the viscoelastic loadings. It explains the signal amplification factor due to viscoelastic effects, and models the sensor signal to be proportional to the equilibrium partition coefficient. Thus, the logarithmic signal becomes a linear combination of the partial free energies associated with various solvation mechanisms. A linear-solvation-energy relationship (LSER) like factorization is assumed for the partial free energies where the latter are expressed as product of analyte and complimentary polymer associated solvation parameters. The problem of sensor array signal analysis is then treated as a blind source separation problem with the analyte solvation parameters being the independent sources, the polymer solvation parameters being the mixing weights and the log(signals) being the measured variables. The FastICA algorithm with Gram-Schmidt orthogonalization is applied to determine independent components. The principal component analysis (PCA) is done as pre-processing step for ICA. An experimental SAW sensor array data available in the literature [Rose-Pehrsson et al., Anal. Chem. 60 (1988) 2801–2811] is used to seek validation for our approach, and to examine the role of ICA in SAW sensor array signal processing. In brief, the paper establishes a direct relationship between the independent components and the analyte solvation parameters, and presents ICA as an effective method for feature extraction for pattern recognition in SAW electronic noses.     

一种无源无线SAW压力传感器结构设计

根据无源无线SAW压力传感器的敏感特点,提出了一种具有较高灵敏度的压力传感器结构设计.传感器的受力敏感部分采用简支梁结构,通过分析找到梁的最大应变点,在梁的上下两侧最大应变区域中心对称分布了两个相同的单端口SAW谐振器.由两个SAW谐振器组成差动式测量结构,具有较高的灵敏度,并减少了温度对测量结果的影响,对迟滞效应带来的误差有一定的补偿作用.     

Influence of intermediate hydrogel layer and amount of binding sites on the signal response of surface acoustic wave biosensors

Surface acoustic wave (SAW) devices based on horizontally polarized surface shear waves allow direct and label-free detection of biomolecules in real time. Binding reactions on SAW sensor surfaces are detected by determining changes in surface wave velocity caused mainly by mass loading or viscoelasticity changes in the sensing layer. In many cases, analyte-specific capture molecules or ligands are covalently bound on the sensor surface via an intermediate hydrogel layer. It is a fact that the SAW signal response strongly depends on the nature of the hydrogel matrix due to different relative changes of its acousto-mechanical parameters such as density and viscoelasticity. We studied the effect of different hydrogels in two affinity assays. One assay used a low amount of immobilized capture molecules, the other a high amount of immobilized ligands as binding sites in the sensing layer. Significant variations of the SAW signal response were observed. However, performing the assay with immobilized capture molecules resulted in decreasing signal height with increasing molar mass of the hydrogel whereas a reverse signal behavior was obtained performing the assay with immobilized ligands. This means that each affinity system requires its specific hydrogel matrix to obtain maximal signal response.     

声表面波温度传感器的信号检测方法与实现

声表面波温度传感器的传感信号是在外界无线射频信号激励下输出的瞬态衰减信号,当传感器的谐振频率与激励信号频率相同时,传感器输出的传感信号功率最大。根据传感信号的特性提出了在给定频率范围内进行频域扫描的信号检测方法,依据该方法实现了用于信号检测的读写器的软硬件设计,分析了该读写器的性能,并将其应用于工程实践中。     

声表面波谐振式力学量传感器的发展与现状

扼要回顾了国内外在声表面波力学量传感器方面一些重要的成就 ,阐述了声表面波力学量传感器的特点、基本工作原理 ,简单推导了该传感器输入 -输出关系 ,并对声表面波其他传感器作了介绍。