[发明专利]一种基于声表面波敏感元件的分布式参量感测方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种基于声表面波敏感元件的分布式参量感测方法。

背景技术

声表面波器件是一种高频信号处理器件，主要由压电基片和制作在压电基片上的输入换能器和输出换能器构成，输入换能器和输出换能器由叉指状电极构成，叉指状电极的几何参数决定所激发和传播的声表面波的特性参数，也决定了声表面波器件最终输出的高频信号的特性参数。

当声表面波器件所处环境的特定参量如温度、压力等，或所在位置处的特定参量如结构表面应力/应变等的状态发生变化，会导致压电基片的材料特性参数和制作于其上的叉指状电极结构参数发生变化，进而导致其激发和传播的声表面波的传播特性发生变化，最终使声表面波器件输出的高频信号的特性参数发生变化，因此声表面波器件可以作为敏感元件应用于传感技术中，通过测量分析作为敏感元件的声表面波器件所处理的高频信号特定参数的分布与变化情况，可以对应分析其所处环境或所在位置处分布式参量系统特定参量的分布与变化情况。

现有基于声表面波敏感元件的传感应用大多为单个器件的独立运用，不适合于对分布式参量系统中特定参量分布状况及变化情况的感测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于声表面波敏感元件的分布式参量感测方法。

本发明的目的是这样实现的，一种基于声表面波敏感元件的分布式参量感测方法，其特征在于，包括如下感测步骤：

1）在待感测分布式参量系统中选定若干个感测点，所述感测点的位置和数目根据待感测分布式参量系统的特点和分布参量的感测要求确定；

2）在所选定的感测点设置传感单元，所述传感单元由声表面波敏感元件与数选高频开关电路串联组成；

3）并联连接各个传感单元，各个传感单元的输入端汇集至高频信号输入端口，各个传感单元的输出端汇集至高频信号输出端口，所述高频信号输入端口接高频信号源，所述高频信号输出端口接高频信号特性测量仪，各个传感单元的数选高频开关电路选通端汇集至传感单元识别码译码电路的译码输出端，

4）从传感单元识别码译码电路的识别码输入端依次输入各个传感单元识别码，经传感单元识别码译码电路译码，通过选通相应的数选高频开关电路而选通各个传感单元；

5）由高频信号源从高频信号输入端口向所选通的传感单元施加高频信号；

6）由高频信号特性测量仪从高频信号输出端口测量所选通传感单元输出的高频信号的参数及其变化量；

7）由测量所得各个传感单元输出的高频信号的参数值及其变化量确定所感测的分布式参量系统的参量值及其分布状况和变化情况。

所述声表面波敏感元件包括声表面波滤波器、声表面波延迟线、声表面波谐振器以及由声表面波延迟线或者声表面波谐振器构成的声表面波振荡器。

所述数选高频开关电路由多级高频开关元件串联组成，数字电平选通。

所述分布式参量包括温度、压力、结构表面应力/应变、湿度、气体浓度。

所述高频信号参数包括中心频率、时延、相移、谐振频率、振荡频率。

所述高频信号源包括单一频率信号源和频率扫描信号源。

所述高频信号特性测量仪包括网络分析仪、扫频仪、示波器、相位计、频率计。

本发明方法先进科学，通过本发明，包括设置于待感测分布式参量系统中适当位置处的若干个传感单元；传感单元由声表面波敏感元件、数选高频开关电路和传感单元识别码译码电路组成；各个传感单元并联相接，声表面波敏感元件用作对所在位置处的分布式参量进行感应，传感单元识别码译码电路和数选高频开关电路用作对各个传感单元进行选通与切换；从被选通的传感单元输入端口输入适当的高频信号，经声表面波敏感元件，从传感单元输出端口输出，再由高频信号特性测量仪器测量输出高频信号的参数；依据传感单元输出高频信号的参数与待感测分布式参量系统中声表面波敏感元件所在位置处参量之间的相关关系，分析所感测的分布式参量系统中参量的分布状态及变化规律，具体步骤如下：