在醫(yī)療健康、航空航天、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和能源產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域,對溫度、濕度、振動和壓力等參數(shù)的實時監(jiān)測具有重要意義。聲表面波（SAW）傳感器利用機械波-電磁波的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)無線傳輸、無源測量的特性,使其成為實現(xiàn)多種環(huán)境參數(shù)同時監(jiān)測的理想選擇。盡管目前已有相關(guān)報道了聲表面波集成傳感器,但這些文獻多采用延遲線型聲表面波傳感器,通過反射柵的設(shè)置進行編碼和提取信息。諧振型聲表面波傳感器采用反射柵構(gòu)成聲學(xué)諧振腔,聲表面波在諧振腔內(nèi)傳播時損耗更小,因此無線讀取距離也更遠(yuǎn)。據(jù)此,本文提出了諧振型聲表面波多參數(shù)集成傳感器。本文針對多種環(huán)境參量的實時測量需求,提出了聲表面波多參數(shù)集成傳感器的設(shè)計方法。針對溫度、濕度和壓力的測試需求,通過仿真和理論分析完成了傳感器的設(shè)計,制備了諧振型聲表面波溫-濕-壓（T,H,P）集成傳感器并對其進行了測試和分析。針對高溫測試需求,對利用LGS作為基底材料的聲表面波傳感器進行了仿真,建立了密封空腔、懸臂梁和加速度計的有限元模型并進行了分析優(yōu)化;研究了LGS濕法刻蝕和熱壓鍵合工藝,相關(guān)成果為下一步實驗研究鋪墊了基礎(chǔ)。本文的研究工作為:1、提出了諧振型聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的設(shè)計方法... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 聲表面波溫度傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.2 聲表面波濕度傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.3 聲表面波壓力傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.4 聲表面波集成傳感器研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
    1.5 論文創(chuàng)新點
2 諧振型聲表面波多參數(shù)集成傳感器相關(guān)理論
    2.1 概述
    2.2 聲表面波求解理論
    2.3 諧振型聲表面波溫-濕-壓集成傳感器原理
        2.3.1 諧振型聲表面波集成傳感器
        2.3.2 諧振型聲表面波溫度傳感器
        2.3.3 諧振型聲表面波濕度傳感器
        2.3.4 諧振型聲表面波壓力傳感器
    2.4 聲表面波傳感器類型
        2.4.1 諧振型聲表面波傳感器
        2.4.2 延遲線型聲表面波傳感器
    2.5 本章小結(jié)
3 諧振型聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的設(shè)計和制備
    3.1 概述
    3.2 諧振型聲表面波溫-濕-壓集成傳感器仿真設(shè)計
        3.2.1 各傳感單元諧振頻率和帶寬分布
        3.2.2 溫度傳感單元的頻移
        3.2.3 濕度傳感單元的頻移
        3.2.4 壓力傳感單元的力學(xué)分析和頻移
    3.3 諧振型聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的制造工藝
        3.3.1 LiNbO_3基片的預(yù)處理
        3.3.2 勻膠和光刻
        3.3.3 金屬電極的制備
        3.3.4 GO敏感薄膜的制備
    3.4 本章小結(jié)
4 聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的測試與分析
    4.1 概述
    4.2 聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的濕度測試及分析
    4.3 聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的壓力測試及分析
    4.4 聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的溫度測試及分析
    4.5 聲表面波溫-濕-壓集成傳感器的溫度補償
    4.6 濕度的穩(wěn)定性和重復(fù)性測試結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
5 硅酸鎵鑭基聲表面波傳感器的仿真優(yōu)化和工藝研究
    5.1 概述
    5.2 硅酸鎵鑭基聲表面波傳感器的仿真優(yōu)化
        5.2.1 硅酸鎵鑭密封空腔的仿真優(yōu)化
        5.2.2 硅酸鎵鑭懸臂梁的仿真優(yōu)化
        5.2.3 硅酸鎵鑭三軸加速度計的設(shè)計仿真
    5.3 硅酸鎵鑭的加工工藝研究
        5.3.1 硅酸鎵鑭晶片的濕法刻蝕
        5.3.2 硅酸鎵鑭晶片的熱壓鍵合
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于COMSOL的聲表面波器件三維結(jié)構(gòu)仿真[J]. 張永威,郭濤,譚秋林,張利威.  壓電與聲光. 2019(04)
[2]面向“中國制造2025”的高職技能人才培養(yǎng)質(zhì)量提升路徑探析[J]. 汪翀.  無線互聯(lián)科技. 2019(07)
[3]1200℃高溫環(huán)境下部件受熱前表面應(yīng)變的光學(xué)測量[J]. 吳大方,王懷濤,朱芳卉.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2018(06)
[4]MEMS高溫溫度傳感器的研制與測量精度研究[J]. 邵靖,段力,王強,鄭芳芳,謝開成,王云生,陶聞鐘,高均超,胡銘楷,張叢春,汪紅,丁桂甫.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2017(09)
[5]“中國制造2025”背景下高職人才培養(yǎng)研究[J]. 段向軍,舒平生.  繼續(xù)教育研究. 2017(06)
[6]一種采用穴番-A敏感膜的新型聲表面波瓦斯傳感器的研究[J]. 胡浩亮,王文,何世堂,潘勇,張彩紅,董川.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2016(02)
[7]基于聲表面波技術(shù)的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 胡建學(xué),趙俊,何利松,貝偉斌,林毅.  壓電與聲光. 2014(02)
[8]高超聲速飛行器熱防護結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及對比分析[J]. 葉紅,王志瑾.  航天器環(huán)境工程. 2013(05)
[9]新型航空發(fā)動機測試傳感器的發(fā)展趨勢[J]. 康占祥,黃漫國,戴嫣青,李宇飛,王燕山.  測控技術(shù). 2012(12)
[10]不同氧化程度氧化石墨烯的制備及濕敏性能研究[J]. 萬臣,彭同江,孫紅娟,黃橋.  無機化學(xué)學(xué)報. 2012(05)

博士論文
[1]新型聲波諧振器及其傳感應(yīng)用研究[D]. 何興理.浙江大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于鈮酸鋰的無線無源溫度/壓力集成聲表面波傳感器研究[D]. 張利威.中北大學(xué) 2019



本文編號：3279673