967
2020-08-18
高温环境引起的热辐射损耗会导致传感器器件有较大的声波衰减，因此在这种环境下工作的传感器应具有足够大的品质因数（Q）且损耗较低。传统的有线有源传感器不能用于高温环境下的温度测量，而基于声表面波（surface acoustic wave，SAW）的无线无源温度传感器为此提供了良好的解决方案。
中国科学院声学研究所超声技术中心博士生李学玲及其导师王文等，采用短脉冲法提取精确的反射系数，并用典型的耦合模 (coupling of modes，COM)模型，对LGS/Pt结构声表面波温度传感器件进行优化设计，仿真和试验证明该器件具有良好的高温传感性能。相关研究成果在线发表在Sensors上。
研究人员基于不同Pt膜厚与波长比的LGS/Pt器件的结构开展实验研究。科研人员采用最小二乘法对实验数据进行拟合，得出反射系数计算公式，利用有限元方法提取Pt/LGS的其他COM参数，通过典型的COM模型对Pt/LGS结构的单端口谐振器进行模拟，并确定了具有较大Q值的最佳设计参数。
研究人员利用光刻技术研制400MHz单端口声表面波谐振器，用网络分析仪对其测量得到较高的Q值，测量结果与模拟结果吻合良好。在50～650℃的温度范围里，测试所制备的传感器件的高温特性，测试结果显示其具有良好的稳定性和线性TCF（ ～25 ppm/°C.），证明该器件具有较好的高温传感性能。
研究表明，声表面波高温传感技术可用于极端高温环境下的高灵敏度温度监测和预警。
研究工作得到国家自然科学基金联合重点基金项目等的资助。
图1.用于提取反射系数的声表面波装置的结构（上）和反射系数测量实验装置（下）（图/中科院声学所）
图2.反射系数测量与高温传感器响应（图/中科院声学所）
上一篇： 氢气预警技术有望防范锂离子电池火灾
版权与免责声明：
（1） 凡本网注明"来源：颗粒在线"的所有作品，版权均属于颗粒在线，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：颗粒在线"。违反上述声明者，本网将追究相关法律责任。
（2）本网凡注明"来源：xxx（非颗粒在线）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。
（3）如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
