聲表面波傳感器及其應用
聲表面波(SAW)器件由壓電材料、叉指換能器(IDT)和振蕩 電路構成。SAW 器件已經廣泛地應用于通信、雷達、電子對抗、廣播 電視等民用和軍用領域中。 由 SAW 器件可以構成的多種傳感器,其原理是器件周圍物理量、 化學量和生物量的變化引起 SAW 器件振蕩頻率的偏移,通過檢測頻率的變化來監(jiān)測加速度、溫度、濕度、壓力、剪切、彎曲等參量。 SAW 傳感器具有獨特的優(yōu)點。與常用的半導體氣敏傳感器相比, 它不受溫度影響,靈敏度高,穩(wěn)定性好;設計結構靈活,對電、熱、 力、聲、光、化學及生物等多種因素敏感;采用 SAW 技術其輸出信 號為振蕩器頻率的變化,無需經過 A/D 轉換,易于與計算機接口;抗 干擾能力強,靈敏度高,檢測范圍線性度好,測量重復性好,適合遠 距離傳輸和實現(xiàn)遙測遙控。其采用集成電路中的平面工藝制作,可實 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,能夠進行大批量生產,更符 合產業(yè)化要求。 SAW 化學傳感器是繼半導體傳感器和光纖傳感器之后的新秀。 SAW 化學傳感器依據不同的基底材料、不同化學薄膜可以檢測 SO2、 H2、NH3、H2S、NO2、丙酮、甲醇、水蒸氣、等多種化學成分。因此 可廣泛用于大氣環(huán)境監(jiān)測、化工過程控制、汽車排放尾氣控制、毒品 檢測、臨床分析等領域。這種傳感器還可以檢測破壞人體神經、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)、有機磷、有機硫等化學戰(zhàn) 劑。化學戰(zhàn)劑檢測問題受到各國高度重視。化學戰(zhàn)劑的檢測設備種類 繁多,聲表面波化學傳感器具有獨特的優(yōu)點,更符合實戰(zhàn)要求。
南開大學
2021-04-11