基于偏振差分干涉技术声表面波检测系统研究

针对宽频声表面波的高灵敏度检测需求,研究设计搭建了基于偏振差分干涉技术的激光声表面波检测系统。实验中从干涉条纹可见度和差分信号的大小来评估系统的调试效果,利用压电陶瓷纳米位移台和SIOS干涉仪对检测系统进行测试和标定,得到系统的最小静态、动态检测位移;对系统各组成部分的噪声信号进行分析,并提出相应的抑制方法。最后对系统进行重复性测量,并对铝、硅样片上的激光声表面波信号进行检测。本研究为声表面波检测系统的性能评估提供了科学可行的方法,为声表面波技术在无损检测中的应用提供了一种可靠的测量手段。     

无线无源声表面波传感器的天线匹配方法

针对无源无线声表面波传感器无线信号的有效传输,提出了一种无线无源声表面波传感器的天线阻抗匹配方法。该方法根据声表面波传感器的阻抗特性,可直接进行天线设计,并使天线的输入阻抗与声表面波传感器的输出阻抗共轭匹配。实践中,利用声表面波传感器的梅森(Mason)等效电路模型,及由微带传输线和分布式电容构成的匹配网络,在传感器谐振点附近频率段内,对传感器和天线进行共轭匹配及性能优化。对比共轭匹配前、后的仿真结果可知,声表面波传感器得到了最大的功率传输。     

基于声表面波技术的飞机结冰预警系统研究

飞机结冰严重影响飞行安全,现有结冰传感器都只在飞机结冰后才进行告警。利用声表面波结冰传感器及声表面波温度传感器设计了飞机结冰预先告警系统。研究了声表面波结冰传感器的原理,并设计了传感器信号的告警逻辑关系,通过等效电路对无线声表面波冰传感器进行仿真。仿真结果表明,声表面波飞机结冰预警系统可用以降低结冰信号的虚警率。     

新型声表面波三轴加速度传感器的设计仿真

该文提出一种新型声表面波三轴加速度传感器,并对传感器进行了建模和有限元仿真分析,获得了不同加速度载荷下传感器结构的位移和应变分布。该传感器采用四端五梁结构,通过谐振器位置和算法的设计消除了温度漂移对x、y轴向加速度响应的影响,并实现了各轴向加速度的解耦。从理论和仿真上验证了所提出的三轴加速度传感器整体设计的可行性。结果表明,对传感器结构的模态分析为避免实际应用中对传感器的破坏提供了一定的依据。对所设计传感器进行模态分析,求得传感器的固有频率,以规避传感器的共振损伤。     

基于SAW和STM32的温度监控系统设计

根据电力系统的实际现状,分析了现有测温技术存在的不足,该文利用声表面波温度传感器和STM32处理器的精度高、功能强等特点,设计了一种智能温度监控系统。该系统采用声表面波传感器检测温度,以STM32处理器为核心,控制信号的发射和接收,以及处理和通讯温度数据等。介绍了声表面波传感器测温原理及STM32处理器性能,提供了智能温度监控系统的解决方案和软硬件设计思路。实验表明,该系统与现有测温设备相比具有更高的可靠性和操作性,为电力系统的安全可靠运营提供有力保障。     

基于轮胎电容阻抗和SAWR的胎压传感器

介绍了一种由轮胎电容阻抗和声表面波谐振器(SAWR)组成的轮胎压力传感器,该传感器利用轮胎内部钢丝层的不同钢丝与钢丝间的橡胶组成的电容阻抗进行轮胎压力的测量,轮胎压力的变化会引起轮胎电容阻抗的变化,轮胎电容阻抗的变化通过声表面波谐振器转化为频率变化无线发射出去,从而实现轮胎压力的无源无线测量。根据理论分析设计了该传感器的实验系统并进行实验测试研究,实验测试结果表明,设计的传感器具有较高的测量精度。因此,该文提出的传感器设计方案可行。     

声表面波温度传感器的仿真与设计

利用有限元软件COMSOL对声表面波温度传感器进行仿真。声表面波温度传感器基底材料为YX-切石英单晶,并在石英上镀ZnO薄膜,叉指换能器和反射栅采用铝电极。通过仿真研究了叉指换能器的高度、金属化率变化对声表面波温度传感器性能的影响,并根据仿真结果设计和制作了一种镀ZnO薄膜的SAW温度传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高(8.8kHz/℃),误差小,具备良好的温度-频率特性。     

声表面波温度传感器的仿真与设计

利用有限元软件COMSOL对声表面波温度传感器进行仿真。声表面波温度传感器基底材料为YX-切石英单晶,并在石英上镀ZnO薄膜,叉指换能器和反射栅采用铝电极。通过仿真研究了叉指换能器的高度、金属化率变化对声表面波温度传感器性能的影响,并根据仿真结果设计和制作了一种镀ZnO薄膜的SAW温度传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高(8.8kHz/℃),误差小,具备良好的温度-频率特性。     

基于高冲击台的高量程加速度传感器动态性能分析

高量程传感器是测试系统核心器件,传感器性能直接影响测试系统精确度,所以对传感器的动态性能分析十分重要。针对高量程加速度传感器动态校准装置自动化程度不高,提出了基于高冲击台的动态校准系统。试验采用冲击比较法,以B&K公司8309传感器作为标准传感器对实验室自制58#压阻式量程100000g加速度传感器进行动态校准,分析传感器动态性能,动态性能不理想,对传感器进行动态建模,为以后的动态补偿提供依据。     

声表面波无线传感系统设计

无线和无源化的声表面波传感器适用于许多特殊场合,其测量系统的设计与基于调制解调的无线传感器相比有许多特殊性,在介绍该类型传感器的测量原理的基础上,结合时域采样的延迟线型声表面波无线传感器,分析了无级信道特征、正交相位解调、本振等要素对无线声表面波传感器测量系统的测量产生的影响,为系统设计提供了依据。     

基于声表面波传感器的洗涤剂残留量检测

该文建立了声表面波传感器的液体传感模型,分析了水平剪切声表面波(SH-SAW)对洗涤剂残留量的敏感机理,通过洗涤剂浓度变化引起液体特征参数变化并导致声表面波传播参数的变化来实现检测功能.设计并制作了包括自由化通道、金属化通道的双通道传感器,以及与之配套的液槽面板和测试板.实验测试结果表明,可通过对传感器自由化通道谐振频...     

Y型双声路声表面波质量传感器及其测量系统

报道了一种在128°Y切割X传播方向的LiNbO3基片上设计并研制新型的延迟线型声表面波质量传感器及测量系统。由于环境温度对声表面波质量传感器性能影响较大,因此采用新型的Y型双声路结构克服环境温度对传感器性能的影响。阐述了Y型双声路质量传感器器件的结构及设计、测试电路的原理,对实验结果作了分析讨论。测试结果表明:器件相对温度系数仅为11Hz/°C左右,器件的质量沉积效应灵敏度为3.62GHz·cm2/g,并且具有良好的线性度。     

声表面波压力传感器的仿真与设计

该文设计了一种基于声表面波(SAW)传感原理的无源无线压力传感器。阐述了SAW单端谐振器的原理,对SAW压力传感器的原理进行了分析。选择了基于类似两端固定梁的敏感结构并利用ANSYS软件对其敏感结构进行仿真、分析。利用Mathcad软件对SAW压力传感器进行建模、仿真。并根据仿真结果设计和制作了SAW压力传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高,误差小,具备良好的压力频率特性。     

基于石英的声表面波宽量程气压传感器研究

该文提出了一种面向航天航空飞行器宽量程压力检测的声表面波(SAW)传感器的设计方法。在犢切石英晶体上,利用半导体平面工艺设计并制作了单端对谐振型传感器,在此基础上,通过石英干法刻蚀工艺制备了压力参考腔,并构建了全石英封装的面压式传感结构。利用搭建的气压测试平台,对制备的SAW 传感器性能进行测试,测试结果表明,传感器在0~3．6 MPa量程内获得了1．36kHz/MPa的检测灵敏度,并表现出良好的线性度。     

声表面波免疫传感器高频检测系统设计

声表面波（SAW）免疫传感器是一种新型生物传感器,该文设计并实现了一个高频的SAW免疫传感器检测系统。该系统利用锁相环控制输出信号频率对输入信号频率跟踪锁定,通过测量频率变化量即能完成对免疫传感器的检测,通过液晶屏显示结果。测试结果表明,该检测系统能准确测量频率156~162 MHz内的传感信号,系统的最大测量误差仅0.85%,满足SAW免疫传感器高频检测领域的工程实际需要。     

阻抗型无线无源声表面波传感器的研究

介绍了一种新型的阻抗负载型无线无源传感器,该传感器由声表面波器件与作为负载的外接传感器构成,采用声表面波器件进行信号传输。在工作时,外接传感器阻抗值的变化使声表面波器件反射回波特性也得到改变,通过检测该回波特性的变化,实现无线无源传感。基于耦合模模型的分析方法,得出了其级联P矩阵形式。针对电阻型和电容型两种不同类型的负载,分别对传感器进行了仿真分析和实际测试。试验结果表明,当电容型传感器作为负载时,可以以相位作为探测基准。     

压电加速度测量系统的设计

现代工业和自动化生产过程中,动态测试中振动和冲击的精确测量很重要.常用压电加速度传感器来获取冲击和振动信号.在研究压电加速度传感器的基础上,分析了测量的工作原理,提出加速度测量的设计方法;加入温敏元件,进行温度补偿,使其应用温度范围扩大.给出适合该类传感器的信号检测电路和加速度测量系统组成.此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值,并具有结构简单,成本低,性能稳定等优点.     

基于SAW 技术的高精度频率测量仪设计与实现

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)等精度测频与自动增益控制(AGC)电路的高精度声表面波测量仪,该测量仪通过声表面波传感器采集声波并转化为电信号,通过AGC电路与施密特触发器对信号限幅、整形,将其转化为可测频率的方波,最后利用FPGA测频电路实现对频率的测量,并将结果传送至单片机显示。测试结果表明,该测量仪能测量频率100 Hz~100 kHz的信号,系统的最大测量误差为1.2%,测频范围广,精度高,稳定性好。     

基于电活性高分子声表面波CO气体传感器研究

为克服现有CO气体传感器精度低,工作温度高,成本高的缺点,对基于聚苯胺敏感膜的多层结构声表面波气体传感器进行了试验与理论研究,并推导了声表面波气体传感器的敏感作用公式.传感器采用声表面波双通道带延迟线的谐振器结构,将电活性高分子CO气体敏感材料(掺杂有In2O3的聚苯胺)覆盖在一条延迟线路上形成敏感膜(0.5～1.2μm).将此声表面波CO气体传感器放在CO气体中在-40～+85℃范围内进行测试实验,实验结果显示,该声表面波CO传感器的敏感性好,敏感速度和恢复速度快,精度高.     

声表面波CO气体传感器温度误差补偿方法研究

要提高声表面波(SAW)气体传感器的测量精确度,温度补偿是主要难题.目前有许多补偿方法,但其效果不佳.采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点,但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温度补偿罕见报道.该文以西北工业大学研发的声表面波CO气体传感器为研究对象,通过理论分析和实验,得到了声表面波CO气体传感器的温度特性曲线.提出了一种利用BP人工神经网络对声表面波CO气体传感器温度误差进行修正的新方法.计算机仿真和试验结果表明,该法能有效改善传感器的输出特性,且速度快,精度高,鲁棒性强,便于用硬件实现,具有较高的推广应用价值.