[发明专利]一种基于单端谐振器的无线无源声表面波电流传感器

权利要求书

1.一种基于单端谐振器的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，包括：压电晶体基片(21)、布置于所述压电晶体基片(21)上的叉指换能器(22)及布置在所述叉指换能器(22)一侧的第一反射器(23)和布置在所述叉指换能器(22)另一侧的第二反射器(24)；其中，

所述叉指换能器(22)的电极、所述第一反射器(23)和所述第二反射器(24)的栅极为磁致伸缩材料；

当外部通电导线引起的电磁场发生变化时，所述电极和所述栅极产生ΔE效应和磁致伸缩效应，使所述电极和所述栅极的弹性模量和尺寸发生改变，引起声表面波传播速度的变化，改变谐振频率。

2.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，还包括表面膜层(27)；所述表面膜层(27)为SiO₂保护薄膜，用于保护金属电极及补偿器件温度系数；所述SiO₂保护薄膜覆盖于所述声表面波电流传感器表面，厚度小于1％λ；其中，λ为沿声波传播方向的声波波长。

3.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，还包括过渡层，所述过渡层的材料为金属铬，位于所述压电晶体基片(21)与所述电极材料和栅极材料之间，用于增加所述磁致伸缩材料的附着性。

4.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述压电晶体基片(21)为高压电系数的压电材料，所述压电材料包括石英基底。

5.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述第一反射器(23)与叉指换能器(22)的边缘间距为5/8λ；所述第二反射器(24)与叉指换能器(22)的边缘间距为5/8λ，λ为沿声波传播方向的声波波长。

6.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述叉指换能器(22)、第一反射器(23)和第二反射器(24)的电极膜厚为1％λ～1.5％λ，λ为沿声波传播方向的声波波长。

7.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述叉指换能器(22)采用均匀叉指换能器，所述均匀叉指换能器的叉指对的电极宽度为1/4λ，相邻电极之间边缘间距为1/4λ；所述第一反射器(23)和第二反射器(24)采用短路栅反射器，指条宽度为1/2λ，相邻指条之间边缘间距为1/2λ；其中，λ为沿声波传播方向的声波波长。

8.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述叉指换能器(22)、第一反射器(23)和第二反射器(24)的电极占空比为1.3～1.5。

9.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩材料包括：铁钴、铁镍以及TbDyFe超磁致伸缩合金。

10.根据权利要求1所述的声表面波电流传感器，其特征在于，还包括与所述叉指换能器(22)连接的信号传输天线(25)；所述信号传输天线(25)用于与外部的脉冲雷达(26)进行信号交互；

所述脉冲雷达(26)作为激励源向信号传输天线(25)发射信号，并接收信号传输天线(25)反馈的传感信号，实现电流传感器的无线无源检测。