收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于声表面波技术的新型气体传感器的研究

李淑红  
【摘要】:声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)是沿物体表面传播的弹性波,外界的扰动对声表面波传感器来说或多或少会影响传播媒质的粘滞特性、质量密度、刚度系数、电导率和介电常数的变化;还有外界温度和压强的变化也会影响传播特性的改变,这些变化都会影响声表面波速度的变化,进而引起振荡器振荡频率的变化,因此通过对频率信号的检测就能获得外界微小扰动的信息。目前声表面波传感器已多方面的应用于不同的场合。 声表面波气体传感器是涉及声表面波理论、器件工艺、薄膜理论、电磁、检测技术等科学领域的新型传感器,由于它具有高精度、高可靠性和动态响应快的特点,并且能广泛用于环保、安全检测领域,因而具有重要的经济和社会效益。 声表面波气体传感器,是在延迟线上涂上能与被测气体有相互作用的薄膜,由此来改变声表面波的传播速度。这种相互作用直接决定了传感器的灵敏度、选择性和工作的可逆性。本文以声表面波传感技术为基础,研制了五通道声表面波气体传感器,其中包括叉指换能器的设计,基底材料的选择,敏感薄膜的选择和处理电路的设计。其主要内容包括: 1.介绍了声表面波的基本原理和声表面波器件的常用分析模型。 2.介绍了声表面波用压电材料的选择原则。并比较了基底为不同晶体及相同晶体不同切向时输出叉指上的电压。 3.分别采用1/4和1/8波长分裂叉指,研制了多对并行的阵列叉指换能器,构成多通道传感器,分别为延迟型和谐振型声表面波传感器。声表面波传感器的中心频率分别选取为100MHz、148.5MHz和315MHz。 4.重点分析了不同的气敏薄膜吸附气体后对频率移动的影响机理;理论推导了薄膜厚度对SAW传感器灵敏度的影响,给出了响应的最佳膜厚,并分析了传感器频率响应的线性区域;介绍了几种常用的敏感膜如酞菁化合物薄膜、氧化铟、氧化锌和氧化锡薄膜,以此作为多通道气体传感器薄膜选择的基础;用酞菁铜作为检测二氧化氮气体的敏感薄膜,采用双通道气体传感器进行了初步实验,验证了SAW传感器的灵敏度、可重复性以及电路模块的实用性。利用石英延迟线型和谐振型器件测试了一氧化碳和水蒸气响应的幅度特性。 5.在原有文献和数据的基础上,克服传统声表面波气体传感器检测方法单一的缺点,制作频率和幅度检测电路,将频率检测和幅度检测统一在一起,对同一种气体,检测方法更加合理,精确。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蔡起善;声表面波(SAW)传感器(二)[J];压电与声光;1985年04期
2 黄汉生,陈小兵,周绍明;声表面波电视频道振荡器[J];压电与声光;1992年06期
3 周卫;宽频率带宽,低相位噪声声表面波压控振荡器[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);1998年03期
4 黄显淑;国际电工技术委员会(IEC)标准——声表面波(SAW)滤波器[J];压电与声光;1987年04期
5 孔令兵,武明堂;声表面波湿度传感器[J];传感器技术;1993年04期
6 陈培棣,蒋海涛,尤民,孙娟,夏兆锋;NDR系列声表面波谐振器批生产技术研究[J];电子工程师;1998年04期
7 吕霞付,张崇军,王武,蔡绍皙,邓明晰;一种声表面波液体密度传感器的实验研究[J];传感器技术;1999年05期
8 程国辉,涂建兵;一种声表面波直接频率合成器[J];压电与声光;2001年06期
9 王玉田 ,赵一鸣 ,沈国伟;基于声表面波的某无线远距识别系统的实现[J];电子技术应用;2003年12期
10 章肖融;干昌明;郑乐奇;;用光声声表面波谱仪研究表面缺陷[J];应用激光;1987年06期
11 Ivan.D.Avramov,袁小平;传感器用声表面波梳状频谱振荡器[J];压电与声光;1991年06期
12 陈小兵,黄汉生,吴江;高频声表面波压控(调频)振荡器的研制[J];压电与声光;1992年05期
13 应直铭;声表面波延迟线振荡器及其杂波抑制[J];电信快报;1994年08期
14 李志云;声表面波-阶耦合模微分方程的推证[J];压电与声光;1996年03期
15 李培刚,张家琴,郝玉泉;CAE工程及其与单片集成和混合集成电路的关系[J];系统工程与电子技术;1997年04期
16 谢兵,古雪芹;高可靠大时带积声表面波卷积器[J];压电与声光;1997年03期
17 陈明,王玮;声表面波谐振式力学量传感器的发展与现状[J];传感器技术;2000年05期
18 李平,文玉梅,黄尚廉;声表面波谐振器型无源无线温度传感器[J];仪器仪表学报;2003年04期
19 王军峰,李平,周志坤,郑敏,杨进;无源无线声表面波谐振器温度传感系统硬件构成[J];仪器仪表学报;2004年S2期
20 蔡起善;声表面波(SAW)传感器(一)[J];压电与声光;1985年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢馥励;张碧星;宫俊杰;;宽频带多模式声表面波聚焦理论与方法研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 周世圆;张运涛;徐春广;伍懿;;无源无线声表面波嵌入式测量理论与技术[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
3 谢馥励;张碧星;宫俊杰;;声表面波相控阵聚焦方法研究[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
4 宫俊杰;周献文;魏玉兰;;400MHZ带宽声表面波RAC器件[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
5 黄文奇;杨虹;;CNGS压电晶体电子结构与声表面波特性研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
6 潘峰;李冬梅;陈菁菁;李晖;;高频声表面波滤波材料及器件的研究[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
7 公勋;于小利;陈建军;吴浩东;毛一葳;章德;;热变形石英基板上的声表面波特性[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
8 石一飞;沈中华;陆建;倪晓武;;利用光偏转差分式探测系统测量激光声表面波[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
9 章天金;顾豪爽;;外延ZnO压电薄膜的声表面波特性分析[A];湖北省物理学会、武汉物理学会成立70周年庆典暨2002年学术年会论文集[C];2002年
10 何世堂;许钊庚;汪承灏;;声表面波低插损滤波器研究进展[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白茂森;激光声表面波法测量薄膜杨氏模量的理论与系统研究[D];天津大学;2012年
2 杨莺;新结构声表面波质量传感器及声表面波集成声路隔离吸声技术的研究[D];浙江大学;2005年
3 周金;基于声表面波技术的无线通信系统的研究[D];南开大学;2010年
4 倪辰荫;扫描激光源法激发声表面波用于金属表面裂纹检测的研究[D];南京理工大学;2010年
5 赵佰军;声表面波用ZnO薄膜的制备及器件的初步研究[D];吉林大学;2004年
6 雷声;基于声表面波及微纳技术的高性能湿敏传感器研究[D];浙江大学;2011年
7 吕晓洲;用于电子皮肤的新型压力传感器的研究[D];东华大学;2012年
8 朱华;基于频域采样的声表面波射频识别系统研究[D];上海交通大学;2009年
9 李庆亮;声表面波射频辨识标签与系统研究[D];上海交通大学;2008年
10 严刚;激光声表面波用于金属表面缺陷无损检测的研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘红涛;声表面波气体探测中的激光技术应用研究[D];郑州大学;2010年
2 沈金祥;多层压电结构中声表面波的传播[D];宁波大学;2011年
3 金宝印;激光声表面波系统及其在薄膜杨氏模量测量中的应用研究[D];天津大学;2012年
4 张冠;声表面波微驱动器及其应用[D];上海交通大学;2011年
5 张瑞;声表面波射频标签的分析设计[D];天津理工大学;2013年
6 李文德;基于声表面波原理的智能刀具系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
7 王磊;基于声表面波传感技术的智能刀具的建模仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 张一丹;高温环境下声表面波射频识别标签的研究[D];上海交通大学;2013年
9 林卓彬;声表面波温度传感器特性研究[D];吉林大学;2010年
10 徐贵鹏;声表面波的光纤检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河北 王春明;声表面波(SWA)传感器简介[N];电子报;2004年
2 罗清岳;声表面波滤波器解决方案[N];电子资讯时报;2007年
3 中国电子元件行业协会电子陶瓷及器件分会;电子陶瓷:产品门类齐全应用领域拓宽[N];中国电子报;2008年
4 中国电子科技集团公司第五十五研究所 王玉林 曹金荣 陈培杕;SAW射频识别无源电子标签技术及应用[N];中国电子报;2004年
5 ;村田制造所:“村田婉童”携手“村田顽童”展示新技术[N];中国电子报;2008年
6 韩连国 罗俊昌;科技报国迎挑战[N];中国电子报;2000年
7 江苏 周亮平;浅谈各种触摸屏技术[N];电子报;2006年
8 记者 魏中良 徐志蔚 宫巨松 徐荣生;双塔区招商引资项目建设突飞猛进[N];朝阳日报;2008年
9 倪燃;智能停车场发展渐入佳境[N];中国建设报;2010年
10 朱中群;无锡新区高新技术产业群体迅速崛起[N];中国高新技术产业导报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978