[实用新型]声表面波测量传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于声表面波传感技术领域，具体涉及一种声表面波测量传感器，该传感器为无线无源声表面波物理参数测量传感器，其可以同时大范围和高精确度检测外界待测物理量的变化。

背景技术

由于声表面波传感器结构简单、体积小、重量轻、稳定性好、无线连接、无须电源驱动并且敏感度高，可用于多种复杂恶劣环境中，自上个世纪八十年代，美、德、日等国家广泛开展对无线无源声表面波传感器的研究。声表面波传感器采用表面声波传感技术，直接从射频信号中获取工作能量，无需集成电源驱动电路，所需能量由外界获得，并且产生相应的数据处理算法和测量方法。

无线无源声表面波传感器已经在很多领域取得成功应用。在现有其中一种方案中，声表面波传感器的结构简单，但由于声表面波传输的特性，传感器测量物理量的测量范围和精度不能同时保证，也就是说，如果保证声表面波传感器有大的测量范围，则测量精度就比较低；如果保证声表面波传感器有高的测量精度，则测量范围不会很大，在现有声表面波传感器中很难找到既有大的测量范围，同时又能保证高精度的声表面波传感器。在现有的另外一种方案中，由于声表面波传感器结构本身的原因，每一个传感器的测量周期只对传感器发出一个射频脉冲查询信号，因此获得的传感器信息量少，不能够实现大范围高精度的测量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种声表面波测量传感器，其可克服现有的缺陷，能实现被测物理量的大范围高精确度检测，并且具有无线无源、结构简单、体积小、重量轻和零老化率等特点，适合在复杂环境下工作。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种声表面波测量传感器，包括：压电基底、叉指换能器、反射器及天线；

上述的压电基底，用于感应待测物理量；

上述的叉指换能器与所述的反射器经过表面微加工工艺沉积在所述的压电基底上表面；

上述的叉指换能器接收声表面波传感器工作所需驱动能量，并通过天线返回射频脉冲回波信号；

上述的反射器，用于反射在压电基底上传输的声表面波从而产生射频脉冲回波信号。

优选地，上述的反射器包括第一反射器、第二反射器及第三反射器，所述的第一反射器、第二反射器及第三反射器位于由所述的叉指换能器产生的声表面波传输路径上。

优选地，上述的压电基底是采用压电晶体薄片制作而成。

优选地，上述的压电晶体薄片是Y切Z方向。

优选地，上述的第一反射器、第二反射器、第三反射器及叉指换能器的金属指条方向垂直于所述的压电基底上表面的Z方向。

上述的声表面波测量传感器，其还进一步包括有天线，所述的天线为外部天线或经过阻抗匹配网络的天线。

优选地，上述的叉指换能器与所述的反射器为金属薄膜，优选地，其为金属铝薄膜。

优选地，上述的第一反射器为参考反射器。

优选地，上述的第一反射器和第二反射器的组合作为参考反射器。

采用上述技术方案后，本实用新型是基于声表面波的延迟线理论，和对声表面波传感器检测到的物理量反馈信号如何应用声表面波延迟线理论进行参数分析的方法。与现有的传感器相比，本实用新型具有以下技术特点：根据声表面波信号产生特点，通过控制RF脉冲查询信号的宽度，充分利用反射器所返回的信号，使得本实用新型能够在保证一定信号强度的前提下，保证大范围和高精度对物理量进行检测；解决了现有技术中声表面波传感器在测量信号的范围和精度上只能满足其中一项指标，不可以兼顾的问题；结构简单，通过改变RF脉冲查询信号的宽度巧妙解决了现有技术的难题；通过一定参数分析方法使得被测量的物理量产生相应反馈信号，解决了传感器大范围精确检测物理量的问题。

附图说明

图1是本实用新型传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型公开一种声表面波测量传感器，其包括：压电基底1、叉指换能器2、反射器3及天线4，其中；

压电基底1，其为待测物理量的感应机构，其厚度可以根据所检测的物理量的种类和量程的不同(如压力的大小，温度的变化范围)，在设计时通过选取不同厚度的待加工晶圆的进行相应的调整。该压电基底1是由具有压电特性的晶圆材料构成，在本实施例中，该晶圆材料为Y切Z方向的铌酸锂压电晶体薄片。

叉指换能器2及反射器3经过表面微加工工艺沉积在压电基底1上表面，是具有特定形状和厚度的金属薄膜，在本实施例中，该金属薄膜为金属铝薄膜，另外，叉指换能器2与反射器3的金属指条方向垂直于压电基底1上表面的Z方向。