声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

基于声表面波谐振器的三维纳米团簇敏感薄膜关键技术研究

设计了一种新型基于声表面波技术的气体传感器,理论分析了三维纳米线结构的比表面积大、灵敏度高等优点,采用具备高Q值和低插损的谐振型声表面波器件结构,制备了三维敏感膜结构的声表面波气体传感器.在此基础上,为提高吸附效应,对三维纳米线簇进行了修饰改进.通过将沙林气和芥子气注入放置了声表面波的气体传感器密闭腔体内,经过神经网络识别系统进行定性识别.实验结果表明,基于修饰改进后的纳米线簇敏感膜制备的声表面波气体传感器对给定毒气混合气体的整理识别率大于90%,能够满足通用的毒气定性检测要求.并且三维纳米声表面波气敏传感器的灵敏度和响应速度优于传统的传感装置,在识别系统加大样本数据量时,能够进一步提高识别精度.     

ZnO薄膜声表面波型SF6气体传感器的研究

提出了一种基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器.将利用微乳液法制备的ZnO颗粒制作在声表面波器件上,形成了一种对SF6气体具有物理吸附和脱吸附作用的ZnO薄膜.应用小波函数加权的输入换能器和具有抑制体声波作用的多条耦合器到声表面波器件中,传感器的频率响应特性得到了提高.声表面波器件的双声路结构消除了因外界测量条件改变引起的测量误差,进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器具有较好的重复性和较强的连续测量特性,在测量范围内对各种浓度的SF6气体具有好的响应特性,传感器在9(SF6)为0.5×10-6到20×10-6范围内的线性灵敏度大约为7.3 kHz/10-6,但对CO2、N2具有一定的交叉灵敏度.     

基于支持向量机的SAW传感器阵列鉴别毒害气体的研究

采用支持向量机技术, 对声表面波传感器阵列检测出的气体特征矢量和被测样本信息进行训练和分类, 鉴别出被测气体中的毒害气体. 实验结果验证了方案的可行性和有效性.      

声表面波无线无源传感器

无线无源赋予声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器的显著特点使其在物联网、智能电网、智慧城市等领域日益受到关注.综述了上海交通大学在SAW基础理论、器件精确仿真分析建模、传感器无线阅读装置设计、信息获取及处理算法以及应用等方面的研究成果,详细介绍了面向智能化配网中压开关柜动静触头温度、环网柜电缆终端头温度以及配网变压器油温/油位监测的声表面波无线无源温度传感器研发与应用情况,同时介绍了耐高温声表面波无线无源传感器研发进展以及在炼铝电解槽温度监控中的应用.     

基于叉指换能器逆压电效应的激光检测新方法

使用激光在晶体表面激发的声表面波,尝试根据叉指换能器的逆压电效应来探测激光,从而实现声场的变化反演激光照射情况。在讨论激光照射对铌酸锂晶体中声表面波传播特性造成的影响时,建立了点状激光照射的热弹理论模型,首先排除环境温度整体变化的影响,证明了光对声场的影响和照射晶体内部温度梯度的变化有关;然后设计13MHz为中心频率的叉指换能器,从模拟与实验效果对比来看,由激光激发的声表面波影响了原叉指激发波的频率,13MHz及周围频率时的声压变化明显,中心频率迁移到15MHz,声压值波动衰减,从而反演激光的存在;通过理论和实验分析证明了声场检测激光的可行性,可以开拓性地将叉指换能器作为特殊传感器,可用于激光窃听等特场合。     

声表面波传感技术用于微液滴尺寸检测的研究

为了实现微液滴大小的检测,设计了一种基于声表面波技术的液相传感检测系统,并对5~10μL的微水滴大小进行了检测.实验结果表明:声表面波的幅度衰减与微液滴的大小之间存在相关性,相关系数在0.9以上,证明了声表面波技术用于微液滴大小检测的可行性.同时还发现,在相同的条件下,对大小相同而黏性不同的微水滴和微油滴进行检测,声表面波的变化趋势和衰减程度不同,说明液相的黏性会在一定程度上影响声表面波的传输.     

一种新型的声表面波有机气体检测方法￣①

为进一步提高声表面波气体传感器的性能，这里研制一种全新的、采用声表面波谐振器的传感器。该种传感器与基于声表面波延迟线的传感器相比，具有低噪声和高灵敏度等特点。经实验验证，该方法为研制谐振式传感器提供了一个新的技术平台。     

一种新型的声表面波有机气体检测方法

为进一步提高声表面波气体传感器的性能，这里研制一种全新的，采用声表面波谐振器的传感器，该种传感器基于声表面波延迟线的传感器相比，具有低噪声和高灵敏度等特性。经实验验证，该方法对研制谐振式传感器提供了一个新的技术平台。     

声表面波器件频率温度特性研究

对声表面波器件频率温度特性进行了分析,给出了计算方法,以JCL切型石英晶体为例计算的频温系数与实验验证结果基本相符。