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无源无线声表面波温度传感检测系统研发

发布时间:2014年04月04日    来源:

中电科技德清华莹电子有限公司与浙江大学共同研发的无源无线声表面波温度传感检测系统,于2013年省科技进步奖三等奖已通过公示; 2013年省优秀工业新产品二等奖(浙经信技术〔2014313号),并取得了发明专利授权号: ZL200910100984.XZL200910100983.5,新产品鉴定(验收)证书号:20120949

声表温度传感器是利用压电基片在受到外界温度变化时,会引起声表面波传播速度的变化,从而改变压电基片上叉指换能器的信号输出频率,通过检测信号输出频率的变化来识别被测物体的温度。主要研究内容如下:(一)声表面波温度传感器的设计1、压电材料选取;2、低插损、高Q值、良好线性度的SAW传感器设计;3、声表面波温度传感器应用。(二)声表面波温度传感器收发系统(阅读器)的设计收发系统在测量过程中对无源无线SAW温度传感器进行信号激励和将传感器返回的信号进行接收处理,这一收发子系统通常也称为阅读器。阅读器的设计包括低频信号源、RF基频振荡器、发射通道混频电路和接收通道混频电路的设计,以及传感器节点信号的判别和传感信号的提取处理。利用该阅读器,使传感器在一定距离范围内被有效激励,并将回波信号被阅读器可靠接收。创新点:(1)采用特殊工艺提高产品的可靠性:(a)芯片表面采用特殊的SiO2保护膜工艺,避免了杂质颗粒附着在芯片表面可能产生的性能下降、失效等不利影响,确保其长时间稳定工作;(b)采用特殊固化工艺使芯片的粘结材料(硅胶)彻底固化,确保传感器长时间在特定环境下工作时,不会因粘结材料本身发生形变而产生频率漂移,在特定的温度条件下使频率漂移小于10ppm;(2)选择导热性能良好的无氧铜材料制作安装底板,使被测物温度快速传导至传感器芯片,减少传导误差,缩短响应时间。(3)传感器和天线之间采用具有静电防护作用的匹配电路,防止传感器芯片遭静电损坏。对传感器单元上的电路采取保护措施,防止传感器应用在电力工业时受到感应电压的干扰。该产品重点解决了SAW温度传感器的设计和特殊切向基片材料的选择等关键技术难题,工艺上采用特殊覆盖保护膜和固化处理,研发了具有无源无线特性的声表面波温度传感器,产品具有温度范围宽、灵敏度高、线性好、抗电磁干扰强、可靠性高等特点。

预计该项目累计生产总值可达1100万元,利税500万元。

无源无线声表温度采集器



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