[實用新型]一種石英聲表面波傳感器

有效

• 申請號: 201520552959.6
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN204967771U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 李夏喜;高岷;錢迪;秦臻;邢琳琳
• 申請（專利權）人: 北京市燃氣集團有限責任公司
• 主分類號: H03H9/25
• 分類號: H03H9/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及石英晶體元件技術領域，特別涉及一種聲表面波元件。

背景技術

聲表面波(SurfaceAcousticWave，SAW)傳感器是一項較新的傳感器研究領域，國外始于上個世紀八十年代中后期。與其它類型的傳感器相比，SAW傳感器具有靈敏度高、可實現遠距離無線無源傳感、低成本等優勢。

應變監測在工程中應用十分廣泛，傳統應變傳感器夠適用于普通的監測環境，但是在一些的特殊復雜的監測環境中應用仍存在一些問題，例如燃氣管道的應變檢測。電阻應變片在工作時需要供電，所以不宜使用于易燃易爆環境。光纖應傳感器結構脆弱，在惡劣環境中容易發生斷裂，且光纖應變傳感器全套系統成本較高。聲表面波應變傳感器成本低、無源、靈敏度高，且能適用于更多特殊惡劣監測環境。

當利用聲表面波傳感器測量被測物的應變時，為使傳感器具有較高的應變靈敏度，就需要尋找石英晶體上應變靈敏度高的基片切割方向和聲傳播方向，沿選定的聲傳播方向制作諧振器，可以提高聲表面波應變傳感器的性能。

但是，現有技術不存在石英的聲表面波傳感器，因此，現有技術存在缺陷，有待于進一步改進和發展。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種石英聲表面波傳感器，能保證較高的應變靈敏度，提高聲表面波器件性能。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種石英聲表面波傳感器，其中，

包括石英基片，以及在所述石英基片上設置的聲表面波諧振器；

所述石英基片的歐拉角為(0°，110°，0°)，

所述聲表面波諧振器設置在所述石英基片沿聲傳播方向，即聲表面波坐標系x方向。

本實用新型聲提供的一種石英制成的聲表面波傳感器，基于溫度敏感度低的ST切石英，選擇應變靈敏度較高聲傳播方向設置聲表面波諧振器，有利于提高聲表面波器傳感器的性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的石英聲表面波傳感器的結構示意圖；

圖2第一個Euler角時石英不同θ角和ψ角的應變靈敏度的計算二維結果；

圖3且ψ＝0°時石英不同θ角應變靈敏度的計算結果。

具體實施方式

下面結合優選的實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

本實用新型的一種石英聲表面波傳感器，如圖1所示，包括從石英晶體切割出的石英基片1，以及在所述石英基片1上設置的聲表面波諧振器2。

所述石英基片1從晶體坯的晶軸坐標系(X，Y，Z)到基片的聲表面波坐標系(x，Y，z)需要經過如下變換：首先繞Z軸逆時針旋轉α角度得到新坐標系(X′，Y′，Z′)，然后繞X′軸旋轉角度確定了基片的切向坐標變為(X，Y，Z)，最后繞Z″軸旋ψ角度得到聲表面波坐標系(x，y，z)，三個旋轉角稱為歐拉角，它確定了基片的切割和波的傳播方向。所述石英基片1的歐拉角為(0°，110°，0°)。

所述聲表面波諧振器2設置在所述石英基片1表面，并且設置在石英基片1沿聲傳播方向，即聲表面波坐標系x方向。

所石英基片1，其COMSOL有限元仿真模擬計算結果如圖2、3所示，從圖2和圖3中可以看出，大約在θ＝110°且ψ＝0°時石英基片能夠獲得較高的應變靈敏度。從圖3中可以看出，θ＝110°時應變靈敏度有最大值610kHz/με。

由此可以看出，本實用新型的石英聲表面波傳感器能有效提高聲表面波應變傳感器的應變靈敏度，有利于提高聲表面波應變傳感器的性能。

以上內容是對本實用新型的優選的實施例的說明，可以幫助本領域技術人員更充分地理解本實用新型的技術方案。但是，這些實施例僅僅是舉例說明，不能認定本實用新型的具體實施方式僅限于這些實施例的說明。