声表面波飞机结冰传感器灵敏度及实验研究

声表面波飞机结冰传感器有望用于飞机结冰预测,其通过Love波的激发和在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度及状态变化,而导波层的厚度对声表面波结冰传感器灵敏度具有重要影响.在学者Zimmermann的理论基础上,根据声表面波结冰传感器实际结构,计算得到导波层厚度对灵敏度影响的特性.通过对SiO2导波层及ST90°石英晶体压电材料进行实例计算,得其厚度在9.6 μm处灵敏度最高,并通过实验对0.004 2 m厚的冰层进行实验,得到冰层中Love波的传播速度,与理论计算吻合.     

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。     

声表面波气压传感器的研究

本文介绍一种具有数字信号输出的声表面波气压传感器。它具有灵敏度高、非线性误差小、重复性好等特点;详细介绍了样品SAW气压传感器的工作原理、结构设计;给出了性能测试结果,并进行了分析讨论;提出了进一步改进性能的设想。     

声表面波压力传感器的研制

本文简单介绍了声表面波压力传感器的结构设计与原理;给出了试样的初步测试结果以及分析讨论;提出了进一步改进性能的措施。     

声表面波化学战剂气体传感器的研究

介绍了声表面波气体传感器的基本工作原理和设计方法,通过SAW芯片拓扑结构、敏感膜、覆膜工艺和信号处理电路等方面的优化,研制出两种SAW化学战剂气体传感器,具有灵敏度高、响应和解吸附快,抗干扰能力强的特点。     

声表面波无源传感器及其遥测系统的研究

本文研究设计了一声表面波无源传感器及其遥测系统，通过实验证实，这种传感器及其系统是一种完全可行的方案，它具有较高的灵敏度，能应用于普通传感器所无法应用的特殊场合，具有广阔的应用前景。     

国外声表面波传感器开发近况

以声表面波气体、温度和压力传感器为例，介绍了国外声表面波传感器的开发近况。指出了开发的重点、难点及今后的发展方向。     

无线无源声表面波扭矩传感器的研究

转轴的扭矩测量一直是一个难解决的问题。声表面波传感器可以实现无源化并进行无线测量,从而可以应用于转轴的扭矩测量。文章阐述了声表面波扭矩传感器的设计、结构及相应的无线测量系统。     

传感器用声表面波梳状频谱振荡器

本文叙述了采用长延迟线的声表面波梳状频谱振荡器(SAWCSO)在传感器中的应用。此SAWCSO在千赫范围内产生稍不稳定的窄脉冲。速度变化的相对灵敏度接近理论最高值,并且至少是单模振荡器的两倍。     

声表面波气敏传感器敏感薄膜厚度的研究

理论上研究了声表面波气敏传感器敏感薄膜厚度对系统灵敏度的影响.分析了气体浓度、敏感薄膜厚度、敏感薄膜密度对系统灵敏度的共同影响.提出了最佳薄膜厚度的概念,并给出了相应的关系式.     

S型双声路声表面波质量传感器

报道了在128°Y切割X传播方向的LiNbO3基片上设计并研制的中心频率为122MHz的S型双声路质量传感器,它能有效地克服环境温度的影响。阐述了该传感器的器件结构及设计,并采用延迟线振荡的方式对器件的性能进行测试。测试结果表明,该器件相对温度系数良好,仅约为10Hz/°C。器件的质量沉积效应灵敏度约为3.8GHz·cm2/g。     

温度效应对声表面波传播的影响

通过引入材料的高阶热膨胀系数和高阶热弹性系数,对半无限大石英晶体内声表面波的传播方程进行了求解,得到了不同温度下的声表面波波速.计算结果表明,温度变化对AT切和ST切石英晶体的声表面波波速有显著影响.最后分析了ST切石英晶体的声表面波的温频特性,结果表明,由温度变化引起的频率漂移很明显.     

一种新型的角速率传感器--声表面波陀螺

声表面波(SAW)器件具有无源、无线、微型、抗冲击力强，灵敏度高等优点。用它制作角速率传感器——SAW陀螺已成为研究热点。概述了SAW陀螺的应用及发展；着重分析了SAW陀螺两种结构模式的工作原理；指出SAW陀螺设计的关键是如何得到合适的参考振动速度，而使其省掉悬浮振动机构成为简单的单平面结构；提出了亟待研究解决的几个问题。     

高频有机聚合物SAW湿度传感器的研究

以双端口433.92 MHz的SAW谐振器(SAWR)为敏感元件,分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、磺基水杨酸(SSA)掺入PVP为敏感材料。对PVP掺杂前后湿度传感器的性能测试表明,沉积有PVP的SAWR感湿元件回复缓慢,可逆性差,而沉积SSA-PVP的感湿元件则表现出明显的可逆性,其响应速率和回复性明显均优于单一的PVP传感器,且响应频率与湿度表现出明显地线性相关性,其相关系数R可达0.996 21。     

采用钯镍薄膜的声表面波氢气传感器研究

该文对采用钯镍薄膜作为敏感膜的声表面波氢气传感器开展研究,以实现快速的氢气检测。传感器采用双通道差分振荡器结构,其中在传感通道器件声表面波传播路径上以磁控溅射法沉积钯镍薄膜,通过钯镍薄膜对氢气的快速和可逆物理吸附引起声表面波传播速度的变化,进而以差分振荡器频率信号来表征待测氢气浓度。通过传感实验以确定获得快速响应的钯镍的优化厚度。结果表明,在钯镍厚为40nm时,传感器获得的响应幅度与响应速度分别达5kHz和5s。     

高灵敏度硅酸镓镧声表面波压力传感器研究

为提高硅酸镓镧(LGS)声表面波(SAW)压力传感器的灵敏度,研究了一种采用点压式压力传递结构的SAW压力传感器。理论上采用压电微扰理论和有限元法结合,使用有限元法获得压力作用下LGS基片的应力、应变,并将该应力、应变量代入叠加偏载的电弹方程和一阶微扰方程,求得传感器的压力灵敏度。计算表明0~0.4 MPa压力范围内其归一化压力灵敏度为0.065×10-6/psi,与空腔结构LGS SAW压力传感器相比,该结构的灵敏度提高了约9倍。基于上述分析结构,制作了一种基于LGS(0°,138.5°,26.7°)的点压式压力传递结构的SAW传感器,实验结果和理论分析吻合。     

声表面波传感器检测电路的研究

针对目前声表面波(SAW)传感器检测电路的缺点,通过对SAW传感器信号的特征分析,设计了一种简单实用的SAW传感器检测电路,降低了硬件成本。该电路利用直接数字频率合成技术产生不同的频率信号,用以激励不同谐振频率的声表面波敏感元件,在间歇收发周期从SAW传感器输出信号中提取出反映被测量的频率信号,通过对该频率的测量得到被测物理量的变化。通过对SAW传感器的温度实验,获得了传感器的温度-频率特性,在较低频率(20MHz)时检测灵敏度可达1.36kHz/℃,具有较好的一致性;在较高频率(75MHz)时检测灵敏度可达2.03kHz/℃,存在一定偏差。