第八講超聲SAW

1、現(xiàn)代傳感技術(shù)現(xiàn)代傳感技術(shù) 超聲波、超聲波、SAW傳感器傳感器 機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為聲波機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為聲波，人耳可以聽到，人耳可以聽到的聲波頻率范圍是的聲波頻率范圍是1620kHz，超過超過20kHz的聲波稱為的聲波稱為超聲波，如圖所示。超聲波，如圖所示。超聲波傳感器超聲波傳感器 1）縱波：）縱波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與傳播方向一致的波稱為縱波。它能質(zhì)點(diǎn)振動方向與傳播方向一致的波稱為縱波。它能在固體、液體和氣體中傳播。在固體、液體和氣體中傳播。聲波的分類聲波的分類 聲波的分類聲波的分類2）橫波：）橫波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與傳播方向相垂直的波稱為橫波。質(zhì)點(diǎn)振動方向與傳播方向相垂直的波稱為橫波。

2、橫波橫波的形成是由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變切應(yīng)力作用時(shí)，的形成是由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變切應(yīng)力作用時(shí)， 產(chǎn)生了切變形變，產(chǎn)生了切變形變，所以橫波又叫做切變波。液體和氣體介質(zhì)不能承受切應(yīng)力，只有所以橫波又叫做切變波。液體和氣體介質(zhì)不能承受切應(yīng)力，只有固體介質(zhì)能夠承受切應(yīng)力，因而橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不固體介質(zhì)能夠承受切應(yīng)力，因而橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。聲波的分類聲波的分類3）表面波：）表面波：質(zhì)點(diǎn)的振動介于縱波和橫波之間，沿著表面?zhèn)鞑ィ|(zhì)點(diǎn)的振動介于縱波和橫波之間，沿著表面?zhèn)鞑ィ穹S著深度的增加而迅速衰減的波稱為表面波。它只能在固振幅隨著深度的

3、增加而迅速衰減的波稱為表面波。它只能在固體的表面?zhèn)鞑?。體的表面?zhèn)鞑?。瑞利首先對這種波給予了理論上的說明，因此瑞利首先對這種波給予了理論上的說明，因此表面波又稱為瑞利波。表面波又稱為瑞利波。 以以非接觸方式非接觸方式工作，特別適用于防爆、放射性、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域工作，特別適用于防爆、放射性、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用，也更容易安裝和維護(hù)。應(yīng)用，也更容易安裝和維護(hù)。u 頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象??；頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象??；u 方向性好方向性好、能夠成為射線而定向傳播；、能夠成為射線而定向傳播；u 對液體、固體的對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大穿透本領(lǐng)很大，在陽光不透明的固體中，在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度

4、。它可穿透幾十米的深度。u 碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射式回波反射式回波，碰，碰到活動物體能產(chǎn)生到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)；多普勒效應(yīng)；u 傳播速度取決于媒質(zhì)，與超聲波頻率無關(guān)。傳播速度取決于媒質(zhì)，與超聲波頻率無關(guān)。超聲波的特點(diǎn)超聲波的特點(diǎn) 利用利用壓電材料壓電材料制成，制成，逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)將電振動轉(zhuǎn)換成機(jī)械將電振動轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動產(chǎn)生超聲波，作為振動產(chǎn)生超聲波，作為發(fā)射探頭發(fā)射探頭；正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)將超聲波轉(zhuǎn)將超聲波轉(zhuǎn)換成電信號，作為換成電信號，作為接收探頭接收探頭。 壓電式換能器壓電式換能器是利用是利用電致伸縮效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)制成的。通制

5、成的。通過在壓電材料上施加交變過在壓電材料上施加交變電壓，使它產(chǎn)生電致伸縮電壓，使它產(chǎn)生電致伸縮振動而產(chǎn)生超聲波。常用振動而產(chǎn)生超聲波。常用的壓電材料為石英晶體、的壓電材料為石英晶體、壓電陶瓷和鋯鈦酸鉛等。壓電陶瓷和鋯鈦酸鉛等。 壓電式超聲波探頭結(jié)構(gòu)壓電式超聲波探頭結(jié)構(gòu) 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)超聲波傳感器的結(jié)構(gòu) 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。晶片的材料、大?。ㄈ缰睆胶秃穸龋└鞑幌嗤?，因此每晶片。晶片的材料、大?。ㄈ缰睆胶秃穸龋└鞑幌嗤?，因此每個探頭的性能是不同的：個探頭的性能是不同的： （1）工作頻率：工作頻率：壓電晶片的

6、共振頻率。當(dāng)交流電壓的頻率和壓電晶片的共振頻率。當(dāng)交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。 （2）工作溫度：工作溫度：由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小，工作溫度比較低，可以長時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，工作溫度比較低，可以長時(shí)間地工作而不失效。當(dāng)超聲探頭的溫度比較高時(shí)，需要單獨(dú)的間地工作而不失效。當(dāng)超聲探頭的溫度比較高時(shí)，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。制冷設(shè)備。 （3）靈敏度：靈敏度：主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，主要取決于制造晶片本身。機(jī)

7、電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。靈敏度高；反之，靈敏度低。 超聲波傳感器的性能指標(biāo)超聲波傳感器的性能指標(biāo) 超聲波壓電陶瓷片的形式超聲波壓電陶瓷片的形式 超聲波傳感器的形式超聲波傳感器的形式 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 各種場合的距離測量；各種場合的距離測量； 生產(chǎn)線上的工件計(jì)數(shù)；生產(chǎn)線上的工件計(jì)數(shù)； 接近開關(guān)；接近開關(guān)； 倒車報(bào)警裝置；倒車報(bào)警裝置； 機(jī)器人自動避障裝置；機(jī)器人自動避障裝置； 超聲波液位超聲波液位/物位計(jì)；物位計(jì)； 自動門開關(guān)裝置；自動門開關(guān)裝置； 液體、氣體的濃度和流量檢測；液體、氣體的濃度和流量檢測； 超聲波清洗；超聲波清洗； 超聲波霧化；超聲波霧化； 探

8、傷、測厚、測密度；探傷、測厚、測密度； 醫(yī)療器械、美容儀、按摩儀醫(yī)療器械、美容儀、按摩儀 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 2tvh超聲波測物位超聲波測物位 ：通過測量發(fā)射和接收信號之間的時(shí)間差測通過測量發(fā)射和接收信號之間的時(shí)間差測距離。距離。包括液位測量、固體料位測量、固液分界面測量以包括液位測量、固體料位測量、固液分界面測量以及液液分界面測量和液體有無測量等。及液液分界面測量和液體有無測量等。 12221222222LLttcvcvLvLvctttvtcvcL 超聲波流量傳感器超聲波流量傳感器 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 時(shí)差法：測順流、逆流的時(shí)差時(shí)差法：測順流、逆流的時(shí)差s

9、incos1vcDtsincos2vcDt212222tansinDvtttcv 22tanDvtc 22tancvtD超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 常用常用超聲波流量傳感器超聲波流量傳感器分類：分類：時(shí)差法時(shí)差法和和多普勒效應(yīng)法多普勒效應(yīng)法；固定式固定式和和便攜式便攜式；條件條件傳播時(shí)間差法傳播時(shí)間差法多普勒法多普勒法適用液體適用液體水類水類(江河水，海水農(nóng)業(yè)用江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等水等),油類（純凈燃油，潤油類（純凈燃油，潤滑油，食用油等），化學(xué)滑油，食用油等），化學(xué)試劑，藥液等試劑，藥液等含雜質(zhì)多的水含雜質(zhì)多的水(下水，污水，下水，污水，農(nóng)業(yè)

10、用水等農(nóng)業(yè)用水等)，漿類，漿類(泥漿，泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等礦漿，紙漿化工料漿等)，油類油類(非凈燃油，重油，原非凈燃油，重油，原油等油等)重復(fù)性誤差重復(fù)性誤差0.1%-0.3%1%傳輸電纜長度傳輸電纜長度100-300m,在能保證信號質(zhì)在能保證信號質(zhì)量的前提下量的前提下,可以小于可以小于100m30m價(jià)格價(jià)格較高較高一般較低一般較低超聲波測厚超聲波測厚 常用常用脈沖回波法脈沖回波法。超聲波探頭與被測物體表面接觸，主控。超聲波探頭與被測物體表面接觸，主控制器產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，脈沖波傳到被測工件的另一面制器產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，脈沖波傳到被測工件的另一面被反射回來，被同一探頭接收。如

11、果超聲波在工件中的聲速被反射回來，被同一探頭接收。如果超聲波在工件中的聲速v是已知的，設(shè)工件厚度為是已知的，設(shè)工件厚度為d，脈沖波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔，脈沖波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔為為t，則工件的厚度為：，則工件的厚度為：dvt/2超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 超聲波無損探傷超聲波無損探傷 超聲波探傷分為超聲波探傷分為穿透法探傷穿透法探傷和和反射法探傷反射法探傷。 穿透法穿透法探傷是根據(jù)超聲波穿透工件后能量的變化狀況探傷是根據(jù)超聲波穿透工件后能量的變化狀況來判斷工件內(nèi)部質(zhì)量的方法。該方法結(jié)構(gòu)簡單，適合探測來判斷工件內(nèi)部質(zhì)量的方法。該方法結(jié)構(gòu)簡單，適合探測薄板；探測靈敏度較低，不能精確

12、定位；對兩探頭的相對薄板；探測靈敏度較低，不能精確定位；對兩探頭的相對距離和位置要求較嚴(yán)格。距離和位置要求較嚴(yán)格。 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 直射聲束穿透法 (a) 無缺陷； (b) 有缺陷 反射法反射法是以超聲波在工件中反射情況的不同來探測缺陷是以超聲波在工件中反射情況的不同來探測缺陷的方法，具體又分為的方法，具體又分為一次脈沖一次脈沖反射法和反射法和多次脈沖多次脈沖反射法。一反射法。一次脈沖反射法是以一次底波為依據(jù)進(jìn)行探傷的方法。多次脈次脈沖反射法是以一次底波為依據(jù)進(jìn)行探傷的方法。多次脈沖反射法是以多次底波為依據(jù)進(jìn)行探傷的方法。沖反射法是以多次底波為依據(jù)進(jìn)行探傷的方法。 超聲波

13、傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 靈敏度高：只要缺陷的反射聲壓靈敏度高：只要缺陷的反射聲壓Pf達(dá)到晶片起始聲壓達(dá)到晶片起始聲壓Po的的1時(shí)，時(shí)，就能被儀器檢出。因而，能發(fā)現(xiàn)很小的缺陷；就能被儀器檢出。因而，能發(fā)現(xiàn)很小的缺陷；缺陷定位精度高：它是利用缺陷波的傳播時(shí)間，通過調(diào)節(jié)掃描速度，缺陷定位精度高：它是利用缺陷波的傳播時(shí)間，通過調(diào)節(jié)掃描速度，即調(diào)節(jié)時(shí)基軸與聲程的比例來對缺陷定位的。因此，只要儀器的水平即調(diào)節(jié)時(shí)基軸與聲程的比例來對缺陷定位的。因此，只要儀器的水平線性好，缺陷定位精度就高；線性好，缺陷定位精度就高；適應(yīng)范圍廣：配以不同的探頭，就能實(shí)現(xiàn)縱波探傷、橫波探傷、表適應(yīng)范圍廣：配以不同的探頭，

14、就能實(shí)現(xiàn)縱波探傷、橫波探傷、表面波探傷和板波探傷；改變耦合方式，又能實(shí)現(xiàn)接觸法探傷和液浸法面波探傷和板波探傷；改變耦合方式，又能實(shí)現(xiàn)接觸法探傷和液浸法探傷；探傷；探傷操作方式靈活：脈沖反射法不要專用掃查裝置，為各種場合下探傷操作方式靈活：脈沖反射法不要專用掃查裝置，為各種場合下的探傷作業(yè)帶來了極大的方便和靈活性。的探傷作業(yè)帶來了極大的方便和靈活性。脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)存在一定的盲區(qū)，對表面和近表面缺陷的檢出能力差，存在一定的盲區(qū)，對表面和近表面缺陷的檢出能力差，對薄壁工件探傷難度較大；對薄壁工件探傷難度較大；對與聲束軸線不垂直的缺陷反射面，探頭往往收不到對與聲束軸線不垂直的缺陷反射

15、面，探頭往往收不到缺陷回波信號，易造成缺陷的漏檢；缺陷回波信號，易造成缺陷的漏檢；聲波要走過往復(fù)聲程，對于高衰減材料和粗晶材料的聲波要走過往復(fù)聲程，對于高衰減材料和粗晶材料的檢測較不適宜。檢測較不適宜。 脈沖反射法的不足脈沖反射法的不足 按探頭數(shù)目分類，有單探頭法、雙探頭法和多探頭法；按探頭數(shù)目分類，有單探頭法、雙探頭法和多探頭法； 超聲波探傷方法串列式探頭法示意圖串列式探頭法示意圖 縱波直探頭縱波直探頭 各種超聲波探頭橫波斜探頭橫波斜探頭 雙晶探頭雙晶探頭水浸探頭水浸探頭水浸聚焦探頭水浸聚焦探頭測厚探頭測厚探頭超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的應(yīng)用 超聲波測厚儀超聲波測厚儀 超聲波探傷儀超聲波

16、探傷儀 超聲波探傷超聲波探傷 聲表面波聲表面波簡稱簡稱SAW（Surface Acoustic Wave），是英國物理），是英國物理學(xué)家瑞利（學(xué)家瑞利（Rayleigh）于）于19世紀(jì)末期在研究地震波的過程中發(fā)現(xiàn)世紀(jì)末期在研究地震波的過程中發(fā)現(xiàn)的一種的一種集中在地表面?zhèn)鞑サ穆暡性诘乇砻鎮(zhèn)鞑サ穆暡āＨ魏喂腆w表面都存在這種現(xiàn)象。任何固體表面都存在這種現(xiàn)象。某些外界因素（如溫度、壓力、加速度、磁場、電壓等）對某些外界因素（如溫度、壓力、加速度、磁場、電壓等）對SAW的傳播參數(shù)會造成影響，根據(jù)這些影響與外界因素之間的關(guān)系可的傳播參數(shù)會造成影響，根據(jù)這些影響與外界因素之間的關(guān)系可以研制出測量各種物理

17、、化學(xué)參數(shù)的以研制出測量各種物理、化學(xué)參數(shù)的SAW傳感器。傳感器。SAW瑞利波瑞利波 SAW是一種沿彈性體表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。瑞利波質(zhì)點(diǎn)是一種沿彈性體表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。瑞利波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是一種的運(yùn)動是一種橢圓偏振橢圓偏振。在各向同性固體中，它是由平行。在各向同性固體中，它是由平行于傳播方向的縱振動和垂直于表面及傳播方向的橫振動合于傳播方向的縱振動和垂直于表面及傳播方向的橫振動合成的，兩者的相位差為成的，兩者的相位差為90度。瑞利波的能量只集中在一個度。瑞利波的能量只集中在一個波長深的表面層內(nèi)，頻率越高，能量集中的表面層越薄。波長深的表面層內(nèi)，頻率越高，能量集中的表面層越薄。SAW傳感器傳感器 SA

18、W傳感器是以傳感器是以SAW技術(shù)、電路技術(shù)、薄膜技術(shù)技術(shù)、電路技術(shù)、薄膜技術(shù)相結(jié)合設(shè)相結(jié)合設(shè)計(jì)的器件，由計(jì)的器件，由SAW換能器、電子放大器換能器、電子放大器和和SAW基片及其敏感區(qū)基片及其敏感區(qū)構(gòu)成，采用構(gòu)成，采用瑞利波瑞利波進(jìn)行工作。進(jìn)行工作。SAW換能器換能器 換能器（換能器（IDT）是用）是用蒸發(fā)或?yàn)R射蒸發(fā)或?yàn)R射等方法在等方法在壓電基片壓電基片表面淀表面淀積一層積一層金屬膜金屬膜，再用光刻方法形成的，再用光刻方法形成的叉指狀薄膜叉指狀薄膜，它是產(chǎn)生和，它是產(chǎn)生和接收聲表面波的裝置。接收聲表面波的裝置。 SAW傳感器傳感器 敏感基片敏感基片采用石英、鈮酸鋰（采用石英、鈮酸鋰（LiNbO3

19、）等）等壓電單晶材料壓電單晶材料制成。當(dāng)敏感基片制成。當(dāng)敏感基片受到物理、化學(xué)或機(jī)械量擾動作用時(shí)，其振蕩頻率會發(fā)生變化。通過適受到物理、化學(xué)或機(jī)械量擾動作用時(shí)，其振蕩頻率會發(fā)生變化。通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算，能使它僅對某一被測量有響應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)換當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算，能使它僅對某一被測量有響應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)換成頻率量。成頻率量。 SAW傳感器傳感器 當(dāng)電壓加到叉指電極上時(shí)，由當(dāng)電壓加到叉指電極上時(shí)，由于壓電效應(yīng)，在表面產(chǎn)生一個相應(yīng)于壓電效應(yīng)，在表面產(chǎn)生一個相應(yīng)的彈性形變。的彈性形變。由由IDT激勵的聲表面激勵的聲表面波波沿基片表面?zhèn)鞑?。?dāng)基片或基片沿基片表面?zhèn)鞑?。?dāng)基片或基片上覆蓋的敏感材料

20、薄膜受到被測量上覆蓋的敏感材料薄膜受到被測量調(diào)制時(shí)，聲表面波的頻率將改變，調(diào)制時(shí)，聲表面波的頻率將改變，并由接收叉指電極測得。并由接收叉指電極測得。SAW諧振器結(jié)構(gòu)是將一個諧振器結(jié)構(gòu)是將一個或兩個或兩個叉指換能器（叉指換能器（IDT）置置于一對反射柵陣列組成的腔體于一對反射柵陣列組成的腔體中構(gòu)成的。諧振器結(jié)構(gòu)采用一中構(gòu)成的。諧振器結(jié)構(gòu)采用一個個IDT時(shí)稱為時(shí)稱為單端對單端對諧振器，諧振器，采用兩個采用兩個IDT時(shí)稱為時(shí)稱為雙端對雙端對諧諧振器。反射柵陣列能夠?qū)⒁欢ㄕ衿?。反射柵陣列能夠?qū)⒁欢l率的入射波能量限制在由柵頻率的入射波能量限制在由柵SAW傳感器的核心是傳感器的核心是SAW振蕩器振蕩器，

21、有，有諧振器型（諧振器型（R型，型，如下圖所示）如下圖所示）和和延遲線型（延遲線型（DL型）型）兩種（如上頁圖示）。兩種（如上頁圖示）。延遲線型設(shè)計(jì)簡單，但穩(wěn)定性較差，目前應(yīng)用廣泛的是諧延遲線型設(shè)計(jì)簡單，但穩(wěn)定性較差，目前應(yīng)用廣泛的是諧振型。振型。SAW傳感器傳感器 條組成的諧振腔內(nèi)。使其在兩個反射柵條之間來回反射、疊加、條組成的諧振腔內(nèi)。使其在兩個反射柵條之間來回反射、疊加、共振，形成駐波。共振，形成駐波。諧振器型諧振器型SAW振蕩器由振蕩器由SAW諧振器諧振器和和放大電路放大電路組成。組成。單端對諧振器的單端對諧振器的IDT既是發(fā)射端，也是接收端；雙端對諧振既是發(fā)射端，也是接收端；雙端對諧

22、振器中一個器中一個IDT作為發(fā)射端，另一個作為發(fā)射端，另一個IDT作為接收端。將作為接收端。將SAW諧振器的輸出信號經(jīng)放大后，正反饋到輸入端，只要放大器諧振器的輸出信號經(jīng)放大后，正反饋到輸入端，只要放大器的增益能夠補(bǔ)償諧振器及其導(dǎo)線的損耗，同時(shí)又滿足一定的的增益能夠補(bǔ)償諧振器及其導(dǎo)線的損耗，同時(shí)又滿足一定的相位條件，諧振器就可以起振并維持振蕩狀態(tài)。相位條件，諧振器就可以起振并維持振蕩狀態(tài)。 SAW傳感器傳感器 當(dāng)在壓電基片上設(shè)置兩個當(dāng)在壓電基片上設(shè)置兩個IDT，一個為發(fā)射，一個為發(fā)射IDT，另一個為，另一個為接收接收IDT時(shí)，時(shí)，SAW在兩個在兩個IDT中心距之間產(chǎn)生時(shí)間延遲，稱為中心距之間產(chǎn)

23、生時(shí)間延遲，稱為SAW延遲線延遲線。 延遲線型延遲線型SAW振蕩器振蕩器由聲表面波延遲線和放大電路組成。由聲表面波延遲線和放大電路組成。輸入換能器輸入換能器T1激發(fā)出聲表面波，傳播到換能器激發(fā)出聲表面波，傳播到換能器T2轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后反饋到經(jīng)放大后反饋到T1以保持振蕩狀態(tài)。以保持振蕩狀態(tài)。 SAW傳感器傳感器 （1）高精度，高靈敏度高精度，高靈敏度。SAW傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換為電信傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換為電信號頻率進(jìn)行測量，而頻率的測量精度很高，有效檢測范圍線性號頻率進(jìn)行測量，而頻率的測量精度很高，有效檢測范圍線性好；對惡劣環(huán)境的抗干擾能力很強(qiáng)，適于遠(yuǎn)距離傳輸。好；對惡劣環(huán)

24、境的抗干擾能力很強(qiáng)，適于遠(yuǎn)距離傳輸。 （2）數(shù)字化數(shù)字化。SAW傳感器將被測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的頻率信號傳感器將被測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的頻率信號進(jìn)行傳輸、處理，易于與計(jì)算機(jī)接口，組成自適應(yīng)實(shí)時(shí)處理系進(jìn)行傳輸、處理，易于與計(jì)算機(jī)接口，組成自適應(yīng)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。統(tǒng)。（3）易批量生產(chǎn)易批量生產(chǎn)。SAW傳感器的制作與集成電路技術(shù)兼容，傳感器的制作與集成電路技術(shù)兼容，極易集成化、智能化，結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定，重復(fù)性與可靠性極易集成化、智能化，結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定，重復(fù)性與可靠性好，適于批量生產(chǎn)。好，適于批量生產(chǎn)。（4）體積小、質(zhì)量輕、功耗低體積小、質(zhì)量輕、功耗低，可獲得良好的熱性能和機(jī)械，可獲得良好的熱性能和機(jī)械性能

25、。性能。SAW傳感器的特點(diǎn)傳感器的特點(diǎn) 1. SAW壓力傳感器壓力傳感器 SAW諧振式力學(xué)量傳感器包括諧振式力學(xué)量傳感器包括壓力傳感器壓力傳感器和和加速度傳感器加速度傳感器，SAW器件在基底壓電材料受到外界作用力時(shí)，諧振器的結(jié)構(gòu)尺器件在基底壓電材料受到外界作用力時(shí)，諧振器的結(jié)構(gòu)尺寸、壓電材料的密度、彈性系數(shù)等發(fā)生變化，從而導(dǎo)致寸、壓電材料的密度、彈性系數(shù)等發(fā)生變化，從而導(dǎo)致SAW的的波長、頻率和傳播速度等波長、頻率和傳播速度等發(fā)生變化。通過測量發(fā)生變化。通過測量SAW傳感器傳感器的頻率變化可以得知壓力的大小。的頻率變化可以得知壓力的大小。 SAW壓力傳感器由壓力傳感器由SAW振蕩器、振蕩器、敏感模片、基底等組成。敏感模片、基底等組成。SAW傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用 2. SAW氣體傳感器氣體傳感器 SAW氣體傳感器是在氣體傳感器是在SAW傳播路徑上和傳播路徑上和IDT區(qū)域淀積一區(qū)域淀積一層化學(xué)界面膜，當(dāng)界面膜吸附被測氣體后，引起層化學(xué)界面膜，當(dāng)界面膜吸附被測氣體后，引起SAW傳播頻傳播頻率變化，可以通過測量率變化，可以通過測量SAW頻率的變化測量氣體濃度。已經(jīng)頻率的變化測量氣體濃度。已經(jīng)開發(fā)出來的開發(fā)出來的SAW氣體傳感器有氣體傳感器有SO2、水蒸氣、丙酮、甲醇