[實用新型]一種聲表面波化學傳感器

有效

• 申請號: 201520580226.3
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN204989103U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 張家旺
• 申請（專利權）人: 北京中訊四方科技股份有限公司
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種聲表面波化學傳感器。

背景技術

隨著經濟快速的發展，使得人類的生活環境污染嚴重，如何有效控制人類生存環境中的有害物質成為全世界都迫切解決的問題。一般而言，氣體檢測的方法主要為分成四種方式，第一種為半導體誘導器，半導體誘導器因其耗電量高的缺點，使得半導體誘導器發展不易；第二種為生物誘導器，主要以氨氣及環境臭味的檢測為主，但其成本較高，使得生物誘導器很少應用于氣體檢測的領域；第三種為電化學誘導器，主要應用在50百萬分之一(PartsPerMillion，PPM)以下低濃度氣體檢測及特殊氣體如氫氰酸(HCN)、鍺烷(GeH4)、硅烷(SiH4)、硫化氫(H2S)的檢測上；第四種為光學誘導器，由于不必與氣體接觸，可應用于遠距監測。而上述所有的誘導器是將檢測到的氣體濃度轉換成電子信號的裝置。

已知檢測氣體的檢測裝置，例如：氣相色譜儀(GasChromatography)，由于其價格昂貴且體積龐大，在實際運用中受到使用成本、使用場所的限制，與電子科技朝向輕薄短小的發展背道而馳。為了解決上述問題，業者提出了一種可攜式氣體檢測裝置，以提高氣體檢測的機動性。但上述可攜式氣體檢測裝置仍需具備有控制與運算功能的接口控制單元才可進行氣體的檢測，且可攜式氣體檢測裝置具有電源控制單元，使得可攜式氣體檢測裝置于制作上存在有無法降低成本與無法進一步縮小體積的問題；此外，一般的可攜式氣體裝置是利用手動方式進行氣體檢測，若需增加其他不同的控制啟動方式會造成可攜式氣體裝置于制作成本上的增加，而不符合市場需求。

實用新型內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本實用新型提供了一種聲表面波化學傳感器。

為了解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種聲表面波化學傳感器，它包括聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II、混頻器和低通濾波器；聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II的兩端均連接有匹配電路；匹配電路之間的線路上設置有前置放大器；

聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II右端的匹配電路連接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相連接；表面波諧振器I右端的后置放大器通過信號線連接在混頻器的一端、聲表面波諧振器II右端的后置放大器通過信號線連接在混頻器的另一端；混頻器連接在低通濾波器上；

聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II、混頻器和低通濾波器均設置在以壓電晶體作為聲表面波化學傳感器的基底上，基底上設置有多對并行陣列的叉指換能器；基底為鈮酸鋰或石英晶體。

聲表面波諧振器I為傳感通道，產生頻率為f1的輸出信號；所述聲表面波諧振器II為參考通道，產生頻率為f2的輸出信號；聲表面波諧振器I和聲表面波諧振器II上均貼附有敏感薄膜。

本實用新型的結構設計巧妙，成本造價低，體積占用少，符合市場要求；貼附在聲表面波諧振器上的敏感薄膜，可以根據實際需要采用不同的類型的薄膜，能夠廣泛應用在各種不同氣體的氣體監測上，準確性高。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型的整體結構框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II、混頻器和低通濾波器；聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II的兩端均連接有匹配電路；匹配電路之間的線路上設置有前置放大器；

聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II右端的匹配電路連接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相連接；表面波諧振器I右端的后置放大器通過信號線連接在混頻器的一端、聲表面波諧振器II右端的后置放大器通過信號線連接在混頻器的另一端；混頻器連接在低通濾波器上；

聲表面波諧振器I、聲表面波諧振器II、混頻器和低通濾波器均設置在以采用石英晶體或者鈮酸鋰(LiNbO₃)等壓電晶體作為聲表面波化學傳感器的基底上，并且在該基底上有多對并行陣列的叉指換能器，分別作為輸入和輸出的換能器，輸入換能器通過逆壓電效應將電信號轉變成聲信號，由于壓電效應在基底內產生彈性振動，產生聲表面波，輸出換能器接收到聲表面波并轉變成電信號輸出；