[發(fā)明專利]基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910544793.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110307811A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 王文;范淑瑤;李學玲;賈雅娜;梁勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01B17/04
• 分類號: G01B17/04;G01S13/88
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述傳感器包括高溫應變傳感芯片、溫度補償芯片和傳感器管座；所述高溫應變傳感芯片和所述溫度補償芯片設置在所述傳感器管座上；

所述高溫應變傳感芯片的SAW傳播方向平行于所述傳感器管座的長度方向；所述溫度補償芯片的SAW傳播方向垂直于所述高溫應變傳感芯片的SAW傳播方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述高溫應變傳感芯片和所述溫度補償芯片均為層狀，且從下往上依次包括：支撐層基底、金屬薄板、AlN壓電薄膜、電極層和保護薄膜；所述電極層設置在所述AlN壓電薄膜的上表面；所述保護薄膜用于保護所述電極層和所述AlN壓電薄膜的裸露部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述電極層包括依次設置在所述AlN壓電薄膜表面的第一短路柵反射器、叉指換能器和第二短路柵反射器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述叉指換能器為雙向結(jié)構(gòu)，且至少包括兩對第一叉指電極對；

每一對所述第一叉指電極對均包括兩個第一電極，所述第一電極的寬度為1/4λx、電極膜厚為0.001λx-0.08λx、聲孔徑為80λx-250λx；

其中，λx為沿聲波傳播方向的聲波波長。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述第一短路柵反射器和所述第二短路柵反射器分別至少包括兩個第二電極；所述第二電極的寬度為1/4λx、間距為1/4λx、膜厚為0.001λx-0.08λx；

其中，λx為沿聲波傳播方向的聲波波長。

6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述金屬薄板的厚度為0.001λx-0.08λx；所述保護薄膜的厚度為0.002λx-0.09λx；

其中，λx為沿聲波傳播方向的聲波波長。

7.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述傳感器工作時，所述高溫應變傳感芯片與所述溫度補償芯片進行差分計算，用于排除溫度干擾、實現(xiàn)溫度補償。

8.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述電極層的材質(zhì)為耐高溫的金屬或合金材料；所述金屬薄板的材質(zhì)為耐高溫的金屬材料或合金材料；所述保護薄膜的材質(zhì)為Al₂O₃或SiC；所述支撐層基底的材質(zhì)為耐高溫的金剛石、Al₂O₃和硅中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述電極層是通過半導體剝離工藝生長在所述AlN壓電薄膜之上的。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于AlN壓電薄膜的無線無源聲表面波高溫應變傳感器，其特征在于，所述電極層的材料為鉑合金或鉑鈦合金。