聲表面波傳感器及其應(yīng)用
聲表面波(SAW)器件由壓電材料、叉指換能器(IDT)和振蕩 電路構(gòu)成。SAW 器件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于通信、雷達(dá)、電子對(duì)抗、廣播 電視等民用和軍用領(lǐng)域中。 由 SAW 器件可以構(gòu)成的多種傳感器,其原理是器件周?chē)锢砹俊?化學(xué)量和生物量的變化引起 SAW 器件振蕩頻率的偏移,通過(guò)檢測(cè)頻率的變化來(lái)監(jiān)測(cè)加速度、溫度、濕度、壓力、剪切、彎曲等參量。 SAW 傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。與常用的半導(dǎo)體氣敏傳感器相比, 它不受溫度影響,靈敏度高,穩(wěn)定性好;設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)靈活,對(duì)電、熱、 力、聲、光、化學(xué)及生物等多種因素敏感;采用 SAW 技術(shù)其輸出信 號(hào)為振蕩器頻率的變化,無(wú)需經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換,易于與計(jì)算機(jī)接口;抗 干擾能力強(qiáng),靈敏度高,檢測(cè)范圍線性度好,測(cè)量重復(fù)性好,適合遠(yuǎn) 距離傳輸和實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控。其采用集成電路中的平面工藝制作,可實(shí) 現(xiàn)集成化、智能化,使得 SAW 傳感器體積小、重量輕,攜帶方便。 更重要的是,SAW 傳感器件的成本低,能夠進(jìn)行大批量生產(chǎn),更符 合產(chǎn)業(yè)化要求。 SAW 化學(xué)傳感器是繼半導(dǎo)體傳感器和光纖傳感器之后的新秀。 SAW 化學(xué)傳感器依據(jù)不同的基底材料、不同化學(xué)薄膜可以檢測(cè) SO2、 H2、NH3、H2S、NO2、丙酮、甲醇、水蒸氣、等多種化學(xué)成分。因此 可廣泛用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、化工過(guò)程控制、汽車(chē)排放尾氣控制、毒品 檢測(cè)、臨床分析等領(lǐng)域。這種傳感器還可以檢測(cè)破壞人體神經(jīng)、血液 的毒氣,包括 Sarin(沙林)、Soman(梭曼)、VX、Mustard(芥子氣)、 Nitrogen Mustard(氮芥)、Hydrogen Cyanide(氰化氫)、Cyanogen Chloride (氯化氰)、Lewisite(劉易士毒氣)、有機(jī)磷、有機(jī)硫等化學(xué)戰(zhàn) 劑?;瘜W(xué)戰(zhàn)劑檢測(cè)問(wèn)題受到各國(guó)高度重視。化學(xué)戰(zhàn)劑的檢測(cè)設(shè)備種類 繁多,聲表面波化學(xué)傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),更符合實(shí)戰(zhàn)要求。
南開(kāi)大學(xué)
2021-04-11