[發(fā)明專利]一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器及監(jiān)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910504265.8
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110186588A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳化平;諸駿;劉振東;陳宇丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧海縣浙工大科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01K11/26
• 分類號(hào): G01K11/26
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器，包括溫度信號(hào)采集單元，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)傳輸單元和信號(hào)接收單元，所述溫度信號(hào)采集單元用于采集溫度信號(hào)，采用一柔性聲表面波器件，當(dāng)使外界溫度發(fā)生變化時(shí)，聲表面波傳遞時(shí)將會(huì)受到外界溫度的影響，形成不同波形的聲表面波；所述柔性聲表面波器件包括叉指換能器、反射柵、壓電層薄膜和柔性襯底，所述壓電層薄膜位于柔性襯底上，所述叉指換能器、反射柵位于所述壓電層薄膜上。以及提供一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器的監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明精確性較好，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于攜帶和操作而且本發(fā)明的成本較低，易于大批量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器、信號(hào)處理技術(shù)、聲表面波器件、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。尤其涉及到了一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器，屬于智能控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聲表面波器件是一種將聲學(xué)技術(shù)與電子學(xué)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用與處理的電子器件。它是利用先進(jìn)的技術(shù)手段在壓電層上制作出叉指電極，叉指電極通上交變電壓，可直接在壓電層激發(fā)出聲表面波。而當(dāng)外界條件變化時(shí)(溫度)，會(huì)影響聲表面波的傳遞，得到不同的電信號(hào)。憑借聲表面波的這個(gè)特點(diǎn)，我們可以判斷出外界的溫度變化。

而傳統(tǒng)的聲表面波器件大多制備在玻璃，硅，金剛石等硬性襯底，并且用傳統(tǒng)的壓電材料例如氧化鋅，氮化鋁等材料制備壓電層。嚴(yán)重制約了聲表面波的用途和產(chǎn)能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有溫度傳感器的精確性較差的不足，本發(fā)明提供了一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器及監(jiān)測(cè)方法，精確性較好，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于攜帶和操作而且本發(fā)明的成本較低，易于大批量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器，包括溫度信號(hào)采集單元，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)傳輸單元和信號(hào)接收單元；

所述溫度信號(hào)采集單元用于采集溫度信號(hào)，采用一柔性聲表面波器件，當(dāng)使外界溫度發(fā)生變化時(shí)，聲表面波傳遞時(shí)將會(huì)受到外界溫度的影響，形成不同波形的聲表面波；所述柔性聲表面波器件包括叉指換能器、反射柵、壓電層薄膜和柔性襯底，所述壓電層薄膜位于柔性襯底上，所述叉指換能器、反射柵位于所述壓電層薄膜上。

進(jìn)一步，所述壓電層薄膜為PVDF高分子材料制成。

再進(jìn)一步，所述柔性襯底為PDMS高分子材料制成。

所述叉指換能器為金薄膜制成。

所述反射柵為金薄膜制成。

更進(jìn)一步，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)微型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述傳感器采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

所述數(shù)據(jù)處理單元是將采集到的信號(hào)與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理單元中標(biāo)準(zhǔn)壓力信號(hào)做對(duì)比。

所述信號(hào)傳輸單元采用藍(lán)牙發(fā)送模塊，所述信號(hào)接收單元為用戶手機(jī)，藍(lán)牙發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)處理結(jié)果發(fā)送到手機(jī)APP中。

所述溫度傳感器的供電單元采用紐電源。

一種基于柔性聲表面波器件的溫度傳感器的監(jiān)測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將所述溫度信號(hào)采集單元貼在需要感受溫度部位或直接放置在待測(cè)環(huán)境中，然后采集溫度信號(hào)；

(2)將信號(hào)傳輸?shù)剿鲂盘?hào)轉(zhuǎn)換單元，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

(3)將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析和配對(duì)；

(4)將分析和配對(duì)結(jié)果通過(guò)信號(hào)傳輸單元發(fā)送到信號(hào)接收單元。

進(jìn)一步，所述步驟(4)中，信號(hào)傳輸單元為藍(lán)牙模塊，所述信號(hào)接收單元為手機(jī)，即通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送到手機(jī)APP中。