一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.     

Terfenol-D/SAW谐振器/Terfenol-D复合磁传感器

设计了一种由超磁致伸缩材料Terfenol-D和SAW谐振器构成的复合磁传感器,在磁场作用下,Terfenol-D沿长度方向伸缩,并将应力应变传递至SAW谐振器,使其产生应变,造成谐振频率改变,通过测量SAW谐振器谐振频率的变化来测量磁场强度.分析了该磁传感器的传感原理,建立了该复合磁传感器的静态模型,对弹性敏感元件进行了受力分析,根据压磁方程和受力平衡得到该磁传感器的静态特性.实验结果表明:该复合磁传感器灵敏度可达341.6Hz/Oe,较Terfenol-D/SAW谐振器结构灵敏度提高了3倍;测量谐振频率的分辨率为1Hz,SAW谐振器频率稳定度为0.1×10-6时,该磁传感器对磁场的分辨率为10-6T.     

自带偏置磁路的磁致伸缩合金/石英谐振器复合谐振式磁传感器

将磁致伸缩材料与石英音叉谐振器复合设计了一种超低功谐振式磁传感器,磁场作用下产生的磁致伸缩力传递至音叉谐振器纵向,引起其频率变化,即磁-力-频率转换实现磁测量。针对所用FeGa合金磁致伸缩效应的非线性特性,采用永磁体设计了一种紧凑结构的小体积偏置磁路,为其提供了合适偏置磁场。通过集总参数方法对偏置磁路进行了建模,并使用有限元软件对沿铁镓合金长度方向的磁感应强度分布进行了仿真。为了减小参数误差对预测的影响,对FeGa处于均匀的磁场中和处于偏置磁路中的2种不同情况,进行了仿真和对比分析。制备器件测试表明:(1)偏置磁路能为传感器提供合适的偏置磁场,与理论结果较吻合;(2)带偏置磁路的谐振式磁传感器在±50 Oe范围内具有较好的线性,非线性误差为3 Hz(1.15%FS),灵敏度为2.6 Hz/Oe,滞后误差为2.6 Hz(1.00%FS),分辨率6 mOe以下。     

基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器敏感机理分析

为实现高灵敏度、低温漂的高性能电流传感器,提出将声表面波技术与磁致伸缩效应相结合的电流检测方法,分析了其敏感机理并改善其温度特性.这种声表面波电流传感器采用128°YX-LiNbO3作为压电基片,表面覆盖SiO2薄膜来改善器件温度稳定性,并溅射超磁致伸缩TbDyFe薄膜以响应电流.在电流作用下,TbDyFe薄膜会发生磁致伸缩效应和ΔE效应,引起声表面波相速度的改变.结合层状介质中声传播理论,分析了给定电流下层状结构中声表面波的传播特性,特别分析了TbDyFe和SiO2膜厚对传感器响应的影响.计算结果表明,TbDyFe和SiO2薄膜厚度分别为0.5μm、2μm时,该声表面波电流传感器具有最大检测灵敏度58.2 kHz/A,有良好温度稳定性和较高的灵敏度,从而为高性能声表面波电流传感器的研制奠定理论基础.     

超磁致伸缩力传感器的模型研究

磁致伸缩逆效应是稀土超磁致伸缩材料的一个重要应用特性,应用磁致伸缩逆效应可以制作超磁致伸缩力传感器,基于能量变分原理,建立了超磁致伸缩力传感器的有限元模型。应用该模型计算了超磁致伸缩力传感器空气隙中的磁感应强度和磁致伸缩棒上施加力的关系,并与实验值进行了比较。计算结果与实验结果符合较好,表明建立的超磁致伸缩力传感器的有限元模型是有效的。     

超磁致伸缩换能器的研制

0引言磁致伸缩效应是焦耳于1842年发现的。＿1842年人们开始利用磁致伸缩材料制作水声换能器并投入使用。然而因其应变很小,耦合困难故一直无法使用到岩体的探测之中。近年来,人们在探索一种新型的高机电转换效率、大应变的磁致伸缩材料,在超磁致伸缩材料的方面已获得?..     

基于声表面波双端谐振器的气体传感器

首先研究了双端声表面波谐振器的一些特点，然后从传感技术角度，给出了一种不用延迟线而采用谐振器对有机气体检测的新方法。     

磁致伸缩移传感器的技术与创新

Ｔｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓ磁致伸缩位移传感器的技术早于７０年代被开发和应用，传统上，此种位移传感器一般应用在机械自动化过程中，如注塑机、油压缸、林木加工、钢铁厂以及地下及地面油库储存、工业流程、生化、石化、食品加工、污水处理等，它不但性能高，精度高，而且安装简易，可靠程度高，更能随高冲击和振荡，而无需定期维修或标定。美国ＭＴＳ公司拥有磁位移传感器原来的设计专利权，本文资料由该公司专门提供，结合该公司产     

磁致伸缩位移传感器的应用

简单介绍磁致伸缩传感器的原理及特点,同时介绍了磁致伸缩传感器在高精度位移检测中的应用实例。     

磁致伸缩液位传感器机理研究

详细介绍磁致伸缩原理,深入分析磁致伸缩原理在位移和液位检测中的具体应用,重点讨论磁致伸缩液位传感器的总体结构、波导管的结构、材料的选择以及回波接收的原理并给出了接收装置的方案,分析时间检测原理和方法,提出实现高精度测量传感器的温度补偿和抗干扰措施。通过以上机理分析对传感器的设计和应用提供理论指导。     

基于MWCNTs/Nafion复合膜的高性能声表面波湿敏传感器研究

湿度检测广泛应用于工业、医疗等各个领域,对高性能湿度传感器的需求日趋迫切。首先对声表面波传感器敏感机理进行了深入的分析,得到影响其性能的主要因素。在此基础上研制出一种以多壁碳纳米管(MWCNTs)和Nafion复合材料为湿敏膜,高频声表面波谐振器为换能元件的高性能湿敏传感器。实验表明,制得的湿敏传感器在宽湿度范围内(1...     

Y 型声表面波质量传感器

报道了在 12 8°Y切割X传播方向的LiNbO3基片上设计并研制的中心频率为 12 2MHz的Y型双声路质量传感器 ,它具有一个参考声路臂和一个测量声路臂 ,每声路中有一个采用光刻工艺精确定位的质量沉积区。本文阐述了质量沉积效应的原理、器件的设计方法。采用振荡的方式对器件的性能进行测试。测试结果表明 :该器件的两声路频谱对称性良好 ,并且有良好的相对温度系数 ,仅为 12Hz/℃左右。器件的质量沉积效应灵敏度约为 3 6GHz·cm2 /g ,并且具有良好的线性度     

一种表面波液体密度传感器的实验研究

本文介绍了一种新型的表面波（ＳＡＷ）液体密度传感器结构,并对其进行了理论分析和初步实验。结果表明：与传统的液体密度传感器相比,这种传感器具有结构简单,测量精度高,需用试样少等特点,具有广泛的应用前景。     

磁致伸缩纵向导波传感器中偏置磁场的优化设计

偏置磁场大小是磁致伸缩纵向导波传感器设计的关键参数之一,最佳偏置磁场的选择受到材料和激励条件的影响,故要求导波检测系统中偏置磁场可调节性好.目前使用的偏置磁场有两种,其中螺线管线圈产生的磁场信号干扰大,信噪比低,永磁体提供的磁场可调节性不佳.为此,提出一种偏置磁场可以调节的结构方案,并通过该方案研制了一种可以调节的偏置...     

一种采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器的研究

本文利用笼形超分子材料穴番-A对甲烷分子的特异性包合作用,提出了一种能够在室温下工作的采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器。设计研制了中心频率为300 MHz的低损耗、高Q值SAW谐振器,并以所研制的谐振器构成双通道差分振荡器。分别以点涂法和旋涂法在传感通道SAW谐振器表面进行了敏感膜的镀膜。通过实验观察对比了采用两种镀膜方式的SAW瓦斯传感器在常温下对5%甲烷气体的响应。实验结果显示点涂镀膜的传感器响应约为1 kHz,远大于旋涂镀膜方式。AFM表面形貌表征显示了敏感膜表面粗糙度是造成这一差异的主要原因。实验还研究了传感器对不同浓度甲烷气体的响应,结果表明传感器响应随气体浓度降低而减小,两者存在良好的线性关系,测试灵敏度为205 Hz/%,检测下限约为0.2%。     

基于AlN声表面器件的设计与分析

声表面波器件是一种利用压电材料的压电效应与逆压电效应工作电子器件,文章首先详细描述了声表面波器件的设计与仿真过程,运用有限元分析的方法分别计算了利用声表面波的SAW器件与利用体波的BAW器件的性能与各项参数,对相关的器件进行了计算分析,分别用上述方法研究了基于AlN薄膜的声表面波器件和悬臂梁结构的体波器件,推导得出了器件的电学导纳与频率之间的关系,通过分析器件的导纳-频率曲线,推导出器件内部声波的模式以及合适的工作频率,最终得出在IDT周期为8微米的情况下,SAW器件的理想工作频率是0.7～1.95 GHz,BAW器件的理想工作频率在0.6～3.2 GHz的结果.     

声表面波湿度传感器

叙述了声表面波的有关概念。介绍了声表面波湿度传感器的工作原理及器件制作,并对这种新型湿度传感器的性能及有关问题作了讨论.     

薄膜体声波谐振器的结构参数优化分析

建立了微型薄膜体声波谐振器的等效电路模型,研究其整体频率响应特性.提出的等效电路模型考虑了氧化锌压电薄膜两端电极和作为支撑层的氮化硅薄膜对谐振器整体性能的影响,将它们作为传输线引入到等效电路当中.运用PSPICE软件研究了谐振器各结构层的尺寸参数对谐振器谐振频率、品质因数和有效机电耦合系数的影响,并讨论了使用不同材料的电极,谐振器品质因数的变化情况.基于以上分析,对谐振器的结构参数进行优化,获得薄膜体声波谐振器性能的提高.     

声表面波为能量源的微通道关闭研究

为控制微通道内微流体流向,提出了一种声表面波关闭微通道方法。在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3压电基片上制作中心频率为27.5 MHz的叉指换能器,其激发的声表面波熔融聚二甲基硅氧烷微槽内固体石蜡,熔融后的石蜡由于毛细作用力沿微通道输运。当移去激发声表面波的电信号后,熔融石蜡固化并阻塞微通道,实现微通道关闭。以红色染料溶液为实验对象,对微通道进行关闭操作。结果表明,声表面波可以成功地实现微通道关闭操作,当电信号功率为31.7 dBm时,微通道关断时间约为5 min。本文工作对声表面波为驱动源的微阀研究具有一定的借鉴意义。