The utility model provides a wireless passive acoustic surface wave vibration sensor, including an antenna, a matching circuit, a piezoelectric cantilever beam, a SAW device that is deposited on a piezoelectric cantilever beam by a semiconductor process, a mass vibrator at the end of the cantilever beam and a fixed base of the cantilever beam. The interdigital transducer and two reflectors make up the SAW device. The mass oscillator on the free end of the piezoelectric cantilever is arranged at the upper and lower parts of the piezoelectric cantilever, and the cushion and the pipe cap of the packing tube seat are provided with cushioning materials. When the sensor is vibrated, the mass vibrator of the free end of the piezoelectric cantilever beam causes a displacement in the direction of the force of the piezoelectric cantilever beam in the direction of the force. The change of the strain of the surface of the piezoelectric cantilever beam leads to the change of the SAW propagation velocity in the reflective delay line SAW device, resulting in the inverse of the change of the propagation velocity of the reflective delay line. The delay and phase of the SAW delay line are changed accordingly, and the vibration quantity can be realized by decoupling sensing information.
【技术实现步骤摘要】
一种无线无源声表面波振动传感器
本技术涉及声学技术中的一种声表面波传感器,尤其是涉及一种应用于测量振动的声表面波传感器。
技术介绍
机械振动是各种机器内部结构以及外围保护的诊断与监控的信息来源。基于振动的检测可以评判机械的技术条件、设计与制作质量以及可靠性等。机械设备在运行中会有振动现象,超过正常范围的振动会增加机械疲劳,影响零部件的寿命,甚至发生零部件断裂和设备损坏。因此对关键机械部件的振动进行检测,可以有效监控设备不良状态,及时维护,起到预先发现问题和处理问题的作用,这对于安全生产、延长设备使用寿命、节省成本具有重要意义。传统的机械振动监测系统普遍采用有线测量的方式,存在布线复杂,电缆易于磨损,缺少灵活性,成本高,可维护性差等缺点,对于大量旋转和移动的部件或设备,有线测量方式难以有效完成监测任务。往复式空气压缩机是广泛应用于石油化工行业的一类动力机械,它以其价格低、热效率高、制造技术成熟、变工况以及多台压缩机联网适应性好等优点而被广泛使用。但与此同时,因为具有工况变化大、运动形式复杂以及运行环境多变等特点而呈现出故障发生率较高的一面。曲轴拉杆每秒钟进行3~5次往复运动,对运动状态目标的监测需要采取无线的方式;考虑到日常维护方便,传感器不能带有电池,因此最好的解决方案是采用无线无源传感技术。此外,无线无源传感技术在某些极端环境如高温高压等条件下的实际应用也极具潜力。声表面波传感器以其独特优点如高精度,高灵敏度,体积小,重量轻,功耗低,具有良好的稳定性,能够快速响应,制作成本低,而且可实现无线无源测量方式,特别适合于高温高压及无人值守等极端应用环境,极具应 ...
【技术保护点】
一种无线无源声表面波振动传感器,其特征在于,所述无线无源声表面波振动传感器采用悬臂梁和反射型延迟线结构;所述无线无源声表面波振动传感器包括天线(1)、匹配电路(2)、压电悬臂梁(8)、由半导体工艺沉淀于压电悬臂梁(8)上的反射型延迟线结构的声表面波器件(9)、位于梁自由端(16)末端的质量振子(10)、用于固定压电悬臂梁(8)的固定基座(6)、封装管座(5)和封装管帽(4)。
【技术特征摘要】
1.一种无线无源声表面波振动传感器,其特征在于,所述无线无源声表面波振动传感器采用悬臂梁和反射型延迟线结构;所述无线无源声表面波振动传感器包括天线(1)、匹配电路(2)、压电悬臂梁(8)、由半导体工艺沉淀于压电悬臂梁(8)上的反射型延迟线结构的声表面波器件(9)、位于梁自由端(16)末端的质量振子(10)、用于固定压电悬臂梁(8)的固定基座(6)、封装管座(5)和封装管帽(4)。2.根据权利要求1中所述的一种无线无源声表面波振动传感器,其特征在于,所述声表面波器件(9),采用反射型延迟线结构,由叉指换能器(12)、第一反射器(13)和第二反射器(14)构成;其中,第一反射器(13)用于温度测量与振动测量中的温度补偿,第二反射器(14)用于振动检测;第一个反射器(13)与叉指换能器(12)时域间隔设置为1.1~1.3µs。3.根据权利要求2中所述的一种无线无源声表面波振动传感器,其特征在于,所述叉指换能器(12)、第一反射器(13)和第二反射器(14),由半导体工艺技术沉淀于压电悬臂梁(8)上。4.根据权利要求2中所述的一种无线无源声表面波振动传感器,其特征在于,用于温度测量与差分温度补偿的第一反射器(13)设置于压电悬臂梁(8)的固定端(15)范围内;用于振动检测的第二反射器(14)放置于压电悬臂梁(8)的自由端(16)范围内;用于振动检测的第二反射器(14)设置于压电悬臂梁(8)上固定端(15...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文,李勇,王毅坚,薛蓄峰,胡建学,夏前亮,贝伟斌,崔坤,
申请(专利权)人:中电科技德清华莹电子有限公司,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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