基于振荡检测法的延迟线型声表面波气体传感器特性.pdf

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1、第37卷第1期南京工业大学学报(自然科学版)Vo1．37No．12015年1月JOURNALOFNANJINGTECHUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Jan．2015doi：10．3969／j：issn：1671．7627．2015．01,011基于振荡检测法的延迟线型声表面波气体传感器特性杨柳，殷晨波，朱斌，张子立(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京211800)摘要：研究延迟线型声表面波(SAW)气体传感器的信号传输损耗和相位变化，考察了振荡检测法中相移电路和

2、滤波电路对传感器性能的影响。基于延迟线型SAW气体传感器简化数学模型和频率特性测试，探讨叉指电极(IDTs)对传感器性能和传输过程中信号相位幅值变化量的影响。利用不同阶低通滤波器的性质和相移电路频率特性曲线研究振荡电路对延迟线型SAW传感器振荡频率、灵敏度和稳定性的影响机制。结果表明：延迟线型SAW传感器插入损耗和信号带宽反比又指对数；传输过程中信号相位变化受振荡频率、波速和中心距共同影响；滤波器幅频特性随滤波电路阶次降低而变好，同时传感器灵敏度提高。关键词：延迟线型SAW；简化模型；叉指电极；振荡电路

3、中图分类号：TP212．1文章编号：1671-7627(2015)0卜0060-05Characteristicsofdelaylinetypesurface：acousticwavegassensor‘basedonoscillationYANGLiu，YINChenbo，ZHUBin：,ZHANGZili(CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingTechUniversity，Nanjing211800，China)Abstract：Theinser

4、tionlossandthevariationphaseofwavepropagatingindelaylinetypesurface，acousticwave(SAW)gassensorswereinvestigated．Theinfluenceofphase-shiftcircuitandlow—passfiltercircuitontheperformanceofSAWgassensorbasedonoscillationwasconsidered．Thesimplifiedmathematica

5、lmodelandtestingfrequencycharacteristicsofdelaylinetypeSAWgassensorswereusedtostudytheinfluenceof：metalinter—di【gitaltransducers(IDTs)onthecharacteristicsofgassensor，thevariationofwavephaseandamplitudeinpropagationprocess．Theinfluencemechanismofoscillati

6、oncircuitonoscillationfrequency，sensitivityandstabilityofSAWgassensorswasdiscussed，basedonpropertiesoflow-passfilterandfrequencycharacteristicsofphaseshiftcircuit．TheinsertionlossandthesignalbandwidthweredecreasedwithincreasingthenumberofIDTs．Thephasecha

7、ngewasinfluencedbytheoscillationfrequency，theacousticvelocityandthedistancebetweentwocentersofIDTs．Thephase-frequencycharacteristicsoflow·passfilterwereimprovedwithdecreasingtheorderoffilters，andthesensitivityofdelaySAWwasincreasedwithdecreasingtheordero

8、ffilters．Keywords：delaylinetypeSAW；simplifiedmodel；inter—digitalelectrodes；oscillationcircuit收稿日期：2013-09-09基金项目：国家自然科学基金(50875122)；江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXZZ110340)作者简介：杨tOP(1988一)，男，江苏宿迁人，博士生，主要研究方向为声表面波气体传感器；殷晨波(联系人)，教授，E-ma