[發(fā)明專利]聲表面波諧振器型振動傳感器以及振動檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410376053.3
• 申請日: 2014-08-02
• 公開（公告）號: CN105318960B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董蘭飛;滕學志;陳海軍;韋江波;孫培峰
• 申請（專利權(quán)）人: 軟控股份有限公司
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08;G01P15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種聲表面波諧振器型振動傳感器以及振動檢測系統(tǒng)，所述聲表面波諧振器型振動傳感器，包括第一天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、反射柵、以及叉指換能器，所述至少反射柵、以及叉指換能器設(shè)置在壓電基片上，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括由至少一個電容和至少一個電感組成的最佳匹配網(wǎng)絡(luò)，所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)還并聯(lián)有加速度檢測電路，所述加速度檢測電路包括若干個相并聯(lián)的支路，在不同的加速度下并入所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)的支路個數(shù)不同。本發(fā)明的聲表面波諧振器型振動傳感器，通過在匹配網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置加速度檢測電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，無需增加壓電基片的面積，有利于節(jié)省成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聲表面波傳感器，具體地說，是涉及一種聲表面波諧振器型振動傳感器。

背景技術(shù)

聲表面波（SAW）傳感器按芯片器件的功能可分為諧振器型和延遲線型。單端口聲表面波諧振器即屬于聲表面波傳感器類型中的一種，包含一個中心叉指換能器（IDT）以及對稱分布叉指換能器兩側(cè)的反射柵，中心叉指換能器和分布兩側(cè)的反射柵用于構(gòu)成一個聲學諧振腔，叉指換能器用于進行聲-電的相互轉(zhuǎn)換。

聲表面波射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification) 技術(shù)是一種應(yīng)用非接觸式標簽的技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。聲表面波射頻識別技術(shù)屬于延遲線型聲表面波傳感器。

在現(xiàn)代物流中，一些貨物如陶瓷、玻璃制品、藥品等，往往對振動較為敏感，當振動過于劇烈時會導致貨物的損壞或失效。對這些貨物進行運輸過程中的振動狀況需要實時監(jiān)測。尤其需要記錄在輸運過程中是否發(fā)生了超過閾值的振動。一旦振動加速度超過了設(shè)定的閾值，記錄相應(yīng)貨物發(fā)生超振動的發(fā)生時刻，或者向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警信號以便采取補救措施。

專利公布號為CN102889923A的中國專利申請，公開了一種基于聲表面波射頻識別技術(shù)的振動傳感器及其應(yīng)用，其采用的是聲表面波射頻標簽（RFID）延遲線結(jié)構(gòu)，進行振動加速度的測量。參見圖1所示，所述的振動傳感器包括聲表面波器件和閱讀器，聲表面波器件包括第一天線301、壓電基片1、叉指換能器2、反射柵和彈性元件，所述的第一天線301、叉指換能器2 和反射柵均設(shè)置在壓電基片1 上，所述的第一天線301 與叉指換能器2 連接。彈性元件與測量反射柵連接并構(gòu)成常開回路。當所感應(yīng)的振動加速度超過所設(shè)定閾值，則測量反射柵與彈性元件及匹配網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成閉合回路。該專利采用聲表面波射頻標簽（RFID）延遲線結(jié)構(gòu)，反射柵位于叉指換能器的一側(cè)。該種結(jié)構(gòu)的缺點是：1、通過將彈性元件設(shè)置在反射柵上，一個反射柵只能監(jiān)測一個加速度值，當需要監(jiān)測多個加速度值時，需要設(shè)置多個反射柵，相應(yīng)的需要較大面積的壓電基片用于安裝反射柵，一方面提高了傳感器的制造成本，另外一方面增加了傳感器的體積，不適合市場對產(chǎn)品的小型化需求。2、聲表面波延遲線結(jié)構(gòu)具有雙向能量損耗。聲表面波向叉指換能器兩側(cè)傳播能量時，由于聲表面波RFID延遲線結(jié)構(gòu)一側(cè)沒有反射柵，一側(cè)的聲表面波能量被損耗掉，另一側(cè)聲表面波能量隨著反射柵距離叉指換能器越來越遠，能量也不能高效地反射回叉指換能器，這樣就帶來插入損耗高的問題，相應(yīng)的靈敏度和可靠性均會降低，其閱讀器無線詢問距離也會相應(yīng)縮短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有聲表面波傳感器占用體積大的技術(shù)問題，提供了一種聲表面波諧振器型振動傳感器。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種聲表面波諧振器型振動傳感器，包括第一天線、匹配網(wǎng)絡(luò)、反射柵、以及叉指換能器，所述至少反射柵、以及叉指換能器設(shè)置在壓電基片上，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括由至少一個電容和至少一個電感組成的最佳匹配網(wǎng)絡(luò)，所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)還并聯(lián)有加速度檢測電路，所述加速度檢測電路包括若干個相并聯(lián)的支路，在不同的加速度下并入所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)的支路個數(shù)不同。

進一步的，所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)由第一電容（C1）和第一電感（L1）相串聯(lián)組成，所述加速度檢測電路并聯(lián)在所述最佳匹配網(wǎng)絡(luò)組成的串聯(lián)支路的兩端。