[發明專利]一種集成式的聲表面波無線溫度傳感器

有效

• 申請號: 200910084148.7
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101644608A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 王文;何世堂
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01K11/22
• 分類號: G01K11/22
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊小蓉

1.一種集成式的聲表面波無線溫度傳感器，包括SAW反射型延遲線(11)；所 述的SAW反射型延遲線(11)由一壓電基片(9)，和在所述的壓電基片(9)上沿聲 波傳播方向，在上下兩邊涂覆出的兩條導電膜(10)，和所設置的一個換能器(2)與 反射器組成；其特征在于：還包括表面貼裝元件(12)、吸聲膠、阻抗匹配網絡(13)、 無線天線(14)和讀取單元(17)，以及在該壓電基片(9)設置的反射器為11個；

所述的壓電基片(9)為一塊Y向旋轉41°沿X方向傳播的鈮酸鋰基片；并且選擇 在所述的壓電基片(9)長邊的一端，沿表面的上下兩邊涂覆出兩條導電膜(10)，在 所述的兩條導電膜(10)中間設置第一吸聲膠(18)，所述的換能器(2)沿導電膜(10) 的末端設置；還在所述的壓電基片(9)的另一端設置第二吸聲膠；

所述的換能器(2)為控制電極寬度單相單向換能器；該換能器(2)由2個以上 叉指電極對(31)，及在每2個叉指電極對(31)之間設置一電極寬度為1λ/4的反射 電極(30)組成，其中λ為聲波波長；所述的反射電極(30)與所述的叉指電極對(31) 之間的距離為3λ/16，所述的叉指電極對(31)由兩個1λ/8寬度的電極組成，所述的 叉指電極對(31)和所述的反射電極(30)由鋁制做；

所述的11個反射器為短路柵反射器，其中，所述的每一個短路柵反射器由至少2 個1λ/4寬度的電極組成；所述的11個反射器分成兩路設置，一路用于電子標簽，由8 個大小、間距相等的短路柵反射器一字排列組成；另外一條路徑用于溫度檢測，由3 個短路柵反射器組成，設置位置在沿用于電子標簽的8個短路柵反射器中的最后一個 反射器的下面一字排列組成；

所述的SAW反射型延遲線(11)的換能器(2)的輸入端N1與所述的無線天線(14) 的信號端N3之間的連接電路中連接一個串聯電感(32)，所述的串聯電感(32)與 所述的無線天線(14)的信號端N3之間的連接電路中連接一個接地的電感(33)； 該無線天線(14)的接地端N4與所述的控制電極寬度單相單向換能器(2)的接地 端N2電連接，以此實現SAW反射型延遲線(11)與無線天線(14)之間的阻抗匹配；

所述的表面貼裝元件(12)具有10個管腳，用于SAW無線溫度傳感器的密封 封裝，形成對SAW反射型延遲線(11)的換能器(2)、11個反射器的電極以及壓電 基片(9)表面的保護，并完成SAW反射型延遲線(11)與阻抗匹配網絡(13)的電 連接；

通過所述的無線天線(14)接收來自于所述的讀取單元(17)發射的電磁波信號 (15)，通過所述的控制電極寬度單相單向換能器(2)轉換成SAW，并沿壓電基片(9) 表面傳播并被11個反射器部分反射回該控制電極寬度單相單向換能器(2)，重新轉換 成電磁波信號(16)，并通過無線天線(14)傳回讀取單元(17)，由于外圍溫度的變 化也引起聲波速度的變化，從而導致SAW反射型延遲線(11)的時域相位響應，通 過讀取單元(17)予以評價以實現對溫度的實時檢測。

2.按權利要求1所述的集成式的聲表面波無線溫度傳感器，其特征在于，所述的 鈮酸鋰基片的機電耦合系數為17.2％，聲傳播速度為4750m/s，一階延遲溫度系 數85ppm/℃。

3.按權利要求1所述的集成式的聲表面波無線溫度傳感器，其特征在于，所述的 換能器(2)指對數為10-20。

4.按權利要求1所述的集成式的聲表面波無線溫度傳感器，其特征在于，所述的 11個反射器的電極數按照以下規則設置：離控制電極寬度單相單向換能器(2)最近 的3個反射器即第A-C反射器具有最少的電極數，隨著距離的增加，其余反射器的電 極數依次遞增；第D-F反射器采用6個電極，第G-H反射器采用7個電極，第I-J 反射器采用8個電極，第K個反射器采用9個電極。