CN204989103U - 一种声表面波化学传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种声表面波化学传感器；它包括声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器；声表面波谐振器I、声表面波谐振器II的两端均连接有匹配电路；匹配电路之间的线路上设置有前置放大器；表面波谐振器I、声表面波谐振器II右端的匹配电路连接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相连接；表面波谐振器I右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的一端、声表面波谐振器II右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的另一端；混频器连接在低通滤波器上。本实用新型成本造价低，体积占用少，符合市场要求；能够广泛应用在各种不同气体的气体监测上，准确性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种声表面波化学传感器。
背景技术
随着经济快速的发展，使得人类的生活环境污染严重，如何有效控制人类生存环境中的有害物质成为全世界都迫切解决的问题。一般而言，气体检测的方法主要为分成四种方式，第一种为半导体诱导器，半导体诱导器因其耗电量高的缺点，使得半导体诱导器发展不易；第二种为生物诱导器，主要以氨气及环境臭味的检测为主，但其成本较高，使得生物诱导器很少应用于气体检测的领域；第三种为电化学诱导器，主要应用在50百万分之一(PartsPerMillion，PPM)以下低浓度气体检测及特殊气体如氢氰酸(HCN)、锗烷(GeH4)、硅烷(SiH4)、硫化氢(H2S)的检测上；第四种为光学诱导器，由于不必与气体接触，可应用于远距监测。而上述所有的诱导器是将检测到的气体浓度转换成电子信号的装置。
已知检测气体的检测装置，例如：气相色谱仪(GasChromatography)，由于其价格昂贵且体积庞大，在实际运用中受到使用成本、使用场所的限制，与电子科技朝向轻薄短小的发展背道而驰。为了解决上述问题，业者提出了一种可携式气体检测装置，以提高气体检测的机动性。但上述可携式气体检测装置仍需具备有控制与运算功能的接口控制单元才可进行气体的检测，且可携式气体检测装置具有电源控制单元，使得可携式气体检测装置于制作上存在有无法降低成本与无法进一步缩小体积的问题；此外，一般的可携式气体装置是利用手动方式进行气体检测，若需增加其他不同的控制启动方式会造成可携式气体装置于制作成本上的增加，而不符合市场需求。
实用新型内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种声表面波化学传感器。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种声表面波化学传感器，它包括声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器；声表面波谐振器I、声表面波谐振器II的两端均连接有匹配电路；匹配电路之间的线路上设置有前置放大器；
声表面波谐振器I、声表面波谐振器II右端的匹配电路连接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相连接；表面波谐振器I右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的一端、声表面波谐振器II右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的另一端；混频器连接在低通滤波器上；
声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器均设置在以压电晶体作为声表面波化学传感器的基底上，基底上设置有多对并行阵列的叉指换能器；基底为铌酸锂或石英晶体。
声表面波谐振器I为传感通道，产生频率为f1的输出信号；所述声表面波谐振器II为参考通道，产生频率为f2的输出信号；声表面波谐振器I和声表面波谐振器II上均贴附有敏感薄膜。
本实用新型的结构设计巧妙，成本造价低，体积占用少，符合市场要求；贴附在声表面波谐振器上的敏感薄膜，可以根据实际需要采用不同的类型的薄膜，能够广泛应用在各种不同气体的气体监测上，准确性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的整体结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器；声表面波谐振器I、声表面波谐振器II的两端均连接有匹配电路；匹配电路之间的线路上设置有前置放大器；
声表面波谐振器I、声表面波谐振器II右端的匹配电路连接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相连接；表面波谐振器I右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的一端、声表面波谐振器II右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的另一端；混频器连接在低通滤波器上；
声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器均设置在以采用石英晶体或者铌酸锂(LiNbO3)等压电晶体作为声表面波化学传感器的基底上，并且在该基底上有多对并行阵列的叉指换能器，分别作为输入和输出的换能器，输入换能器通过逆压电效应将电信号转变成声信号，由于压电效应在基底内产生弹性振动，产生声表面波，输出换能器接收到声表面波并转变成电信号输出；
声表面波谐振器I为传感通道，产生频率为f1的输出信号，声表面波谐振器II为参考通道，产生频率为f2的输出信号；声表面波谐振器I和声表面波谐振器II上采用涂覆、沉积等方法贴附有敏感薄膜，其吸附气体或化学物质后引起声表面波速度或延迟时间上的变化，从而引起信号和频率的变化，通过传感通道产生f1和参考通道产生f2的频率差，可检测出物质的种类和浓度。
混频器用于获得传感通道和参考通道的差频信号，混频器上设有输入端口和输出端口；输入端口用于获得传感通道与参考通道之间的差频信号，混频器将接收到的差频信号混合后由输出端口传输到低通滤波器，输出差频信号，即f1-f2的差值，该差频信号频率变化与声表面波谐振器表面贴附的敏感薄膜吸附气体分子多少有关，从而达到检测目的。
上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种声表面波化学传感器，其特征在于：它包括声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器；所述声表面波谐振器I、声表面波谐振器II的两端均连接有匹配电路；匹配电路之间的线路上设置有前置放大器；
所述声表面波谐振器I、声表面波谐振器II右端的匹配电路连接在后置放大器上，前置放大器和后置放大器相连接；所述表面波谐振器I右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的一端、声表面波谐振器II右端的后置放大器通过信号线连接在混频器的另一端；所述混频器连接在低通滤波器上；
所述声表面波谐振器I、声表面波谐振器II、混频器和低通滤波器均设置在以压电晶体作为声表面波化学传感器的基底上，基底上设置有多对并行阵列的叉指换能器；所述基底为铌酸锂或石英晶体。
2.根据权利要求1所述的声表面波化学传感器，其特征在于：所述声表面波谐振器I为传感通道，产生频率为f1的输出信号；所述声表面波谐振器II为参考通道，产生频率为f2的输出信号；声表面波谐振器I和声表面波谐振器II上均贴附有敏感薄膜。
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Publications (1)
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| CN204989103U true CN204989103U (zh) | 2016-01-20 |
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Country Status (1)
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2015
- 2015-08-05 CN CN201520580226.3U patent/CN204989103U/zh active Active
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