声表面波温度补偿-TCSAW专利调研
主要公司有SEIKO EPSON CORP（精工爱普生），MURATA MFG CO LTD（村田制作所），TOYO
COMMUNICAYION EQUIP CO，KYOCERA CORP（京瓷）国内主要有
村田 JP7254835-A：在X切112°Y方向的钽酸锂基片上电极厚度为波长的2-5%时器件具有好的温度特性。（1995）
精工爱普生JP9275326-A：晶体的光轴在右手直角坐标系中，晶体的光轴垂直于Z轴，电轴平行于X轴，机械轴平行于Y轴。插指电极在晶体的（100）面上的两个反射栅之间。激发的声波绕着X轴转16°30′的漏表面传播。反射栅与插指电极之间的距离与指条间的距离一样。当电极电导最大时激发的中心频率在反射栅的反射带宽之中。汇流条的宽度是插指宽度的十倍。漏波的速度在插指电极，汇流条和自由表面区域达到一定的值时。可以限制波的能量损失并且获得较好的频率温度特性。（1998）
日本电气EP0678973B1：在接收电路中设置另外的谐振器，通过接收电路的设计去除温度的影响。而不要成本高昂的微处理器。（2001）
村田EP682408A1：通过设计器件的输入和输出电极间的距离大于插指电极最外圈距离的3.5倍。可以减小器件的频率温度系数。实例中实现了从7ppm/℃提高3.35ppm/℃。（1995）
村田EP734120A1：在Y切X方向传播的36°钽酸锂基片上电极厚度为波长的2.6%-4.8%，氧化硅厚度为波长的22%-38%时且氧化硅覆盖住pad和反射栅时具有±10%ppm/℃的频率温度系数。（1996）
村田EP2288025A1：电极用两层金属，上面一层是比较耐腐蚀的金属或者合金。然后用一层与电极总厚度相等的绝缘层填在插指之间。最后用一层绝缘层覆盖住整个器件上。金属可以是Al，Au，Ag， Cu， W，Ta，Pt，N，或者 Mo。绝缘层可以是氧化硅。金属电极的密度必须要是第一层绝缘层的1.5倍以上。（2011）
SPTS Technologies EP 2871259A1：使用脉冲直流反应磁控溅射在Kr气和氧气的混合气体中沉积氧化硅有利于得到密度大于2.35g/cm³的氧化硅材料。有利于得到更好的温度补偿特性。（2014）
村田JP02096405 A：在温度补偿电路中使用与声表面波器件中相同的薄膜材料得到相同的温度电阻变化，从而去除温度对电阻变化的影响得到更好的温度补偿特性。（1990）
精工爱普生 JP2000188521 A：设计谐振器各个插指电极和反射栅之间的距离使得当辐射电导最大时的频率大于反射系数最大时的频率。有利于得到较好的温度特性。（2000）
MARUYASU INDUSTRIES JP2001153782 A：电路中采用温度传感器和存储器，微处理器来测量，计算补偿声表面波器件的温度漂移。（2001）
精工爱普生 JP2001185988 A：通过控制一种压电材料和顺电材料（铌酸钾）的的固溶体压电薄膜材料的相变温度来得到较好的温度特性和高的机电耦合系数。（1999）
村田JP2003198323 A:在欧拉角为 (0°±3°, 110° to132°, 0°±3°)的钽酸锂基片上Al电极厚度为漏声表面波长的0.04-0.12时，用厚度为波长的0.15-0.4的氧化硅盖住插指换能器能得到温度频率特性比较好，机电耦合系数比较大，阻尼常数比较小的器件。（2003）
精工爱普生 JP2003204260 A：通过比较温度补偿震荡回路的相位和电压控制声表面波器件的相位来控制电压从而在一个宽的温度范围内得到稳定的频率。（2003）
精工爱普生 JP2003224448 A：在氧化锌多层膜器件中，氧化硅介电层在氧化锌与基片之间。当氧化锌厚度与波矢的乘积在0.1-1之间且氧化硅厚度与波矢乘积在0.12-0.45之间时能得到较好的频率温度系数。（2003）
村田 JP2003324334 A：在专利所示的声表面波器件中，插指电极的汇流条上设置沿着汇流条长度方向的突起。通过这个突起和倒装芯片工艺封装到一个线膨胀系数比压电基片小的外壳上来减小器件的温度系数。（2003）
村田 JP2004228901 A：在欧拉角为(0±2°, 90°-160°, 0±2°)的钽酸锂基片上，用Pt做电极厚度为波长的0.005-0.054时，氧化硅沉积在插指电极上厚度为波长的0.1-0.4时。具有小的传播损耗，大的机电耦合系数和小的传播损耗。（2004）
村田 JP2004228901 A：在插指电极的指条上沉积氧化硅而不沉积在指条之间可以使器件具有小的温度系数同时具有小的插入损耗。（2004）
村田 JP2004266631 A：压电基片通过6个固定点固定到封装盒上。六个固定点的中间两个具有比两端的4个具有更高的热膨胀系数。这样能够使器件得到更小的温度频率系数。（2004）
村田 JP2004266632 A：压电基片的下表面复合了一层有机物膜，这层有机物膜具有比压电基片更大的热膨胀系数。压电基片通过位于压电基片中间的两个固定点固定到封装盒上。这样能使器件得到更小的温度频率系数。（2004）
精工爱普生 JP2004312198 A：在基片上有接地层，接地层上面是压电层，压电层上由插指电极。然后再在上面沉积两层温度补偿层。与插指电极接触的温度补偿层可以减小器件的频率温度系数，最上面一层温度补偿层又比下面一层温度补偿层温度特性更小。（2004）
村田 JP2005039867 A：在压电基片上沉积插指电极，电极材料为密度大于Al的金属。然后进行频率调节再进行氧化硅的沉积。进行温度补偿。这样得到的氧化硅层具有大的机电耦合系数且氧化硅不容易开裂.(2005)
精工爱普生 JP2005086233 A：在压电单晶基片上沉积插指电极和温度补偿层。调节插指间的距离P和晶体的切角，插指电极的厚度宽度。或者它们的组合能得到更好的温度特性。
精工爱普生 JP2005176357 A：用外围电路的设计来补偿温度系数的变化。（2005）
精工爱普生 JP2005184340 A：在压电基片上，反射栅的材料为比插指电极密度更大的金属材料能够得到较好的温度系数。和小的尺寸。（2005）
村田 JP2005244359 A：在压电基片上沉积了插指电极，在插指部分沉积了一层氧化硅，在pad部分又沉积了一部分金属。后面沉积的金属区域的边缘离指条顶端的边缘距离为波长的1.05到2.6倍。这种办法可以减小电极电阻同时减小温度频率特性。（2005）
村田 JP2005311230 A：一种隔热导热的封装方法，两个器件都包裹在树脂中与高导热的载体相接触。热量从一个原件的导热载体流出而很少会通过辐射影响到另外一个原件。（2005）
村田 JP2005348139 A:在压电基片上做好插指电极后沉积一层氧化硅材料。当氧化硅材料表面的截面形状和插指电极材料的截面相似时可以提高插指的反射系数同时减小频率温度特性。（2005）
精工爱普生 JP2006005434 A：在压电基片上制作插指电极然后再上面盖上绝缘层。然后在变形的过程中用激光照射又插指的区域可以改变器件的频率温度特性。（2006）
精工爱普生 JP2006060531 A：在器件中设置两个声表面波谐振器，两个器件频率不同。通过一系列的比较和反馈控制得到温度特性比较好的震荡频率。（2006）
精工爱普生 JP2006067079 A：在器件中得到设置三个声表面波器件用第一个和第二个的频率差转换得到的电压控制第三个声表面波器件可以得到比较好的声表面波器件。（2006）
精工爱普生 JP2006074096 A：把两个声表器件背靠背封装而温度补偿电路在两个器件的中间区域。这样既可以补偿温度变化又可以节省面积。（2006）
村田 JP2006121743 A：在Y切X方向传播的钽酸锂基片上。以铝做电极或者以铝为主的合金做电极。沉积氧化硅在插指电极上时当氧化硅的厚度和基片的切向在某个设定的范围内时可以同时减小器件的插入损耗好温度系数。（2006）
村田 JP2006166466 A：在Y切X方向传播的钽酸锂基片上。至少一个插指电极是有铝或者铝为主的合金制作的。当氧化硅覆盖住插指电极和一个反射栅时。且氧化硅的厚度和基片的切角是在一定方向时。反射栅在基片的边缘时可以减小器件的频率温度特性和抑制插入损耗的恶化。（2006）
精工爱普生 JP2006237750 A：在欧拉角为 (0, θ , ψ )的单晶基片上声表面横波传播方向在晶体X轴的90°±10°且θ在126°到150°之间氧化硅的厚度为波长的0.02-0.4之间仅覆盖住反射栅的时候器件有比较好的温度特性。（2006）
精工爱普生 JP 2006238211 A：在硅基片上生长一层金刚石然后在上面生长氧化锌。然后制作插指电极和氧化硅温度补偿层。然后再氧化硅上溅射一层金颗粒。这样可以精确控制器件的频率和稳定性。得到较好的温度系数。（2006）
精工爱普生 JP2006279798 A：介绍了一种温度补偿振荡器。（2006）
精工爱普生 JP2006333334 A：在光刻板上做几种方向略有不同的图形，在需要不同的温度片频率系数时选用不同的图形。（2006）
村田2006339466 A：当一个温度系数比较大的原件和一个发热原件要封装到一起时。可以把两者在厚度方向叠起来且中间设置一层空腔。这样可以减少发热原件对温度系数的影响。（2006）
精工爱普生 JP2006339786 A:为了保证同一个晶圆上的器件温度系数相同，在制作光刻板时就把不同部位的器件的指条宽度和指条间距宽度设置成不同的间距。（2006）
精工爱普生 JP2007053670 A:在界面波器件中当插指两侧的压电基片的切向为( ψ , θ, Ψ )和
( ψ , θ +180°, Ψ )器件有较好的温度特性。（2007）
精工爱普生 JP2007067787 A：通过控制电压可以得到较好的温度特性。（2007）
村田 JP2007104723 A：在25-55°Y切X方向传播的的钽酸锂器件上沉积一定厚度的氧化硅覆盖住插指电极既可以得到比较好的频率温度系数同时又不容易开裂和高的机电耦合系数。（2007）
村田 JP2007142491 A：一种MEMS的过程方法，有利于得到较好的频率温度系数和简化生产工艺（2007）
村田JP2007143180 A：在欧拉角为(-2.5° ±5°, 116° ±5°, -2.5° ±5°)时在其上制作插指电极然后沉积一层压电薄膜厚度大于等于波长的0.05时瑞利波的能流角为±2.5°，频率温度系数为±5
ppm/°C。可以压制寄生效应得到大的机电耦合系数和好频率温度系数。（2007）
爱普生 JP2007267033 A：在面内旋转欧拉角为(0°,95° < θ < 155°,33° < | Ψ | < 46°),其次是(0°,
θ ,9° < | Ψ | < 46°)，再其次是(0°, θ ,0° < | Ψ | < 90°)。电极厚度为波长的0.085时，在0-70℃内频率温度系数小于25ppm/℃。（2007）
SAW和BAW介绍
SAW和BAW介绍
射频干扰一直是无线通信的天敌，它要求设计师采取凌厉手段以束其就范。随着每台设备内
所支持频段的日益增多，当今的无线设备必须要同时防范来自其它设备及自身的干扰信号。
一款高端智能手机必须要对多达15个频段的2G、3G和4G无线接入方式的发送和接收路径
进行滤波，同时要滤波的还包括：Wi-Fi、蓝牙和GPS接收器的接收路径。必须对各接收路
径的信号进行隔离。还必须要对出处杂多、难以尽举的其它外部信号进行抑制。要做到这点，
一款多频段智能手机需要八或九个滤波器和八个双工器。如果没有声滤波技术，这将难以
实现。
SAW：成熟且仍在发展
声表面波（SAW）滤波器广泛应用于2G接收机前端以及双工器和接收滤波器。SAW滤波器集
低插入损耗和良好的抑制性能于一身，不仅可实现宽带宽，其体积还比传统的腔体甚至陶瓷
滤波器小得多。
因为SAW滤波器制作在晶圆上，所以可以低成本进行批量生产。SAW技术还支持将用于不同
频段的滤波器和双工器整合在单一芯片上，且仅需很少或根本不需额外的工艺步骤。
存在于具有一定对称性晶体内的压电效应是声滤波器的“电动机”及“发电机”。当对这
种晶体施以电压，晶体将发生机械形变，将电能转换为机械能。当这种晶体被机械压缩或展
延时，机械能又转换为电能。
在晶体结构的两面形成电荷，使电流流过端子和/或形成端子间的电压。电气和机械能量间
的这种转换的能量损耗极低，无论电/机还是机/电能量转换，效率都可高达99.99%。
在固态材料中，交替的机械形变会产生3,000至12,000米/秒速度的声波。在声滤波器内，
对声波进行导限以产生极高品质因数（Q值可达数千）的驻波（standingwaves）。这些高
Q值的谐振是声滤波器的频率选择性和低损耗特性的基础。
在一款基础SAW滤波器（图1）中，电输入信号通过间插的金属交指型换能器（IDT）转换
为声波，这种IDT是在诸如石英、钽酸锂（LiTaO3）或铌酸锂（LiNbO3）等压电基板上形成
声学测温应用于工程中的专利技术综述
声学测温应用于工程中的专利技术综述
发布时间：2022-05-12T02:21:16.941Z 来源：《科学与技术》2022年第3期 作者： 高玉江
[导读] 基于声学效应的温度测量技术以其优异的性能在工业生产中具有广泛的应用，本文从专利申请状况和专利技术分析两个方面，分析声学测温专利技术
高玉江
国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心
摘 要：基于声学效应的温度测量技术以其优异的性能在工业生产中具有广泛的应用，本文从专利申请状况和专利技术分析两个方面，分析声学测温专利技术。
关键词：声学；温度；专利
温度是科学和工程学中的一个基本变量，在大量的工业过程中，对于温度的测量是非常重要的，一般来说，温度测量方法分为接触测量法和非接触测量法两大类。其中，声学效应测温法是一种典型的非接触测温方法，具有测量装置的测温元件不必与被测介质直接接触，
以及有测量精度高、测量范围大、测量空间大、非接触实时性强、抗干扰等优点，近年来随着国内外对声学测温技术的研究的日益深入以
及相关技术的成熟，声学测温技术应用的范围越来越广泛。
一、声学测温专利申请概况
从 1911 年英国CYRO DE ANDRADE MARTINS COSTA向英国专利局提交了第一份声高温计的专利申请（公开号为GB191125265A）开始，到 1961 年通过动力公司使用振动频率检测炉温，声学效应测温技术逐渐得到广泛应用。
截至 2021 年 4 月，在Incopat 数据库中检索到涉及声学效应测温技术的全球专利申请共计 2738 项。通过统计分析，得到全球主要国家或地区有关声学效应测温技术的专利申请量，主要集中在中国、美国、日本、德国和英国等国家。其中，中国在本领域的专利申请量占据
了绝对优势，数量高达643 件，占全球总申请量的 23.5%；美国的申请量位居第二，数量为579件；日本以 453 件，位居申请量的第三名；德国和英国分别位列第四、第五名。
深切剖析SAW,BAW,FBAR滤波器
深切剖析SAW, BAW, FBAR滤波器
很多通信系统进展到某种程度都会有小型化的趋势。一方面小型化能够让系统加倍轻便和有效，另一方面，日趋进展的IC制造技术能够用更低的本钱生产出大量量的小型产品。
MEMS(MicroElectromechanical System)是这种小型产品的相关技术之一。MEMS能够检测环境的转变并通过微型电路产生相关反映。MEMS的要紧部份包括sensor(微传感器)或actuator(微执行器)和transducer(转换装置)，其中sensor能够检测某种物理，化学或生物的存在或强度，比如温度，压力，声音或化学成份，transducer会把一种energy转换成另外一种(比如从电信号到机械波)。 目前MEMS被普遍的利用在多个领域里，如以下图。
这篇文章要紧说说MEMS的几种RF相关应用产品SAW,BAW, FBAR filter，也是目前电话中最经常使用的几种filter。
SAW,BAW和FBAR中，A都代表着Acoustic。Acoustic wave中文翻译成声波，声波按频率分成3段，audio,infrasonic(次声波)和ultrasonic(超声波)。
Audio的频率为20Hz ~ 20KHz, 是人耳能听见的范围。
Infrasonic(次声波)是低频率，20Hz一下，人耳听不到，能够用来研究地理现象(比如地震)。
Ultrasonic(超声波)是20KHz到109KHz，也是人耳听不到的范围。
下面提到的声波都是超声波的范围，第一咱们看看SAW filter。
Surface Acoustic Wave(SAW) filter
顾名思义，SAW是一种沿着固体表面(surface)传播的声波(acoustic wave)。
一个大体的SAW filter由压电材料(piezoelectric substrate)和2个Interdigital Transducers(IDT)组成，如以下图。
声表面波无线无源温度传感系统
声表面波无线无源温度传感系统
龚贻文;谭冰;刘文
【期刊名称】《电气技术》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘 要】本文介绍了一种基于声表面波(SAW)的无线无源温度传感系统,该测温系统具有安装方便,精度高,实时在线后台监测等特点,已经受到了电力行业的广泛关注,并已成功应用于高压开关柜测温上,对智能电网的建设具有重要的意义.
【总页数】4页(P101-104)
【作 者】龚贻文;谭冰;刘文
【作者单位】武汉烽火富华电气有限公司,武汉,430074;华中科技大学光电子科学与工程学院,武汉,430074;武汉烽火富华电气有限公司,武汉,430074;武汉烽火富华电气有限公司,武汉,430074;华中科技大学光电子科学与工程学院,武汉,430074
【正文语种】中 文
【相关文献】
1.一种射频编码控制的谐振型声表面波无线无源阵列传感系统的设计及其应用 [J],
覃奇;李志雄;李晓;崔新友;文涛;
2.声表面波无源无线传感系统 [J], 李平;文玉梅;陈剑;黄尚廉
3.无源声表面波谐振器的无线温度传感系统 [J], 刘双临;李平;文玉梅
4.声表面波无源无线温度传感系统研究 [J], 李平;文玉梅;黄尚廉
5.无源无线声表面波谐振器温度传感系统硬件构成 [J], 王军峰;李平;周志坤;郑敏;杨进 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
声表面波无源无线测温原理(二)
声表面波无源无线测温原理(二)
声表面波无源无线测温原理解析
1. 什么是声表面波无源无线测温技术？
声表面波无源无线测温技术是一种利用声表面波（SAW）作为传感器的原理，实现无源无线的温度测量。这项技术具有无线传输、温度测量精度高、耐高温、抗干扰等特点，被广泛应用于工业领域的温度检测与监控。
2. 声表面波传感器的工作原理
SAW传感器的结构
• 振荡器：产生高频声表面波信号
• 传感层：与测量对象接触，接收温度变化
• 调节层：调节声表面波的传播速度
• 接收器：接收经过传感层的声表面波信号
SAW传感器的工作过程
1. 振荡器产生高频声表面波信号，并通过传感层触发。
2. 传感层根据温度变化导致的物理性质变化，对声表面波的传播速度产生影响。 3. 调节层根据传感层反馈的物理性质变化，调节声表面波的传播速度。
4. 接收器接收经过传感层的声表面波信号，并将信号传输给接收设备。
3. 无源无线测温的原理与优势
无源测温原理
无源无线测温利用声表面波传感器的工作原理，无需外部电源供电，即可实现温度测量。传感层的物理性质随温度变化而产生改变，影响声表面波的传播速度，进而在接收端产生对应的电压信号。
无线传输优势
传统的温度测量方式通常需要使用传感器与读取设备之间的电线连接，限制了测温设备的灵活性和实用性。而无源无线测温技术通过声表面波传感器将测量数据转化为无线信号，可直接传输给无线接收设备，实现了真正的无线测温。
高精度与抗干扰能力
声表面波无源无线测温技术具有较高的温度测量精度，通常可达到°C。同时，由于无线传输过程中的抗干扰设计，这种测温技术在电磁干扰、温度变化等环境下，仍能保持良好的工作状态。 4. 声表面波无源无线测温技术的应用领域
工业温度测量与监控
声表面波无源无线测温技术广泛应用于工业领域的温度测量与监控。比如炉温监测、设备故障预警和防火等场景，均可以利用该技术实现精确、实时的温度检测，提升工作效率和安全性。
SAW器件叉指换能器的专利分析
1
SAW器件叉指换能器的专利分析
SAW器件叉指换能器的专利分析
高新琳 刘雨林
摘 要：
叉指换能器（IDT）是声表面波（SAW）器件以及其他表面波器件中典型的电声转换结构，它能够高效地激励和接收声表面波。本文首先对IDT技术的国内外专利分布情况及该领域的重要专利申请人进行梳理;然后结合与技术密切相关的核心专利申请进行分析;最后，本文通过分析现状，给出了IDT技术未来的发展趋势以及所面临的挑战。
关键词：
IDT;专利分布;核心专利分析
引言
声表面波（SAW）是一种在物体表面传播的弹性波，随着移动通信、卫星通信等领域的飞速发展，声表面波器件的需求急剧增长，因其频率响应平坦、矩形系数好、体积小等优点，声表面波器件被广泛地应用于各领域中。其中，叉指换能器（Interdigital Transducer，IDT）是声表面波器件以及其他表面波器件中典型的电声转换结构，它能够高效地激励和接收声表面波[1]。
一、叉指换能器（IDT）国内外的发展状况
笔者对历年来应用于声表面波器件的IDT的国内外专利申请情况进行了分析和梳理。从全球专利申请量来看，在20世纪80年代中后期，由于移动通信的初步发展，声表面波器件由于其优良性能开始被应用于移动通信中，IDT技术也随之发展，在20世纪90年代初期出现了第一次专利申请量峰值;随后从20世纪90年代中后期至21世纪初期，随着移动通信的再次飞速发展，声表面波器件因其体积小，损耗低而被大量应用于移动通讯设备中，与其改进相关的IDT技术的专利申请量出现第二次峰值。但随着声表面波器件相关技术的日趋完善，全球范围内的IDT技术相关专利申请从20XX年左右开始逐渐呈下降趋势。
同时，对国内的专利申请进行统计分析，可以发现，国内声表面波器件中的IDT技术从上世纪90年代末期开始发展，伴随着世界移动通信发展潮流，从212
声表面波CO气体传感器温度误差补偿方法研究
第３ ２卷第１期
２０１ ０年２月 压电与声光
ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳ ＶｏＬ ３２ ＮＯ．１
Ｆｅｂ．２Ｏ１０
文章编号：１００４—２４７４（２０１０）０１—０００３—０４
声表面波ＣＯ气体传感器温度误差补偿方法研究
张 朋，陈 明，何鹏举
（西北工业大学自动化学院，陕西西安７１００７２） 摘要：要提高声表面波（ｓＡｗ）气体传感器的测量精确度，温度补偿是主要难题。目前有许多补偿方法，但其 效果不佳。采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点，但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温
度补偿罕见报道。该文以西北工业大学研发的声表面波ｃ０气体传感器为研究对象，通过理论分析和实验，得到了 声表面波ＣＯ气体传感器的温度特性曲线。提出了一种利用ＢＰ人工神经网络对声表面波ＣＯ气体传感器温度误 差进行修正的新方法。计算机仿真和试验结果表明，该法能有效改善传感器的输出特性，且速度快，精度高，鲁棒 性强．便于用硬件实现，具有较高的推广应用价值。
关键词：声表面波；ＣＯ气体传感器；温度误差；补偿方法；ＢＰ神经网络 中图分类号：ＴＮ６５；ＴＰ２１２ 文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ＳＡＷ ＣＯ Ｇａｓ Ｓｅｎｓｏｒｓ
ＺＨＡＮＧ Ｐｅｎｇ，ＣＨＥＮ Ｍｉｎｇ，ＨＥ Ｐｅｎｇ－ｊｕ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ａｎ ７１００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｆｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＡＷ ＣＯ ｇａｓ ｓｅｎｓｏｒｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｉｒ ｍｅａｓｕｒｅ ｐｒｅｃｉ— ｓ Ｊｏｎ．Ｉｎ ｓｐｉｔｅ ｏｆ ｍａｎｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｕｓｅｄ，ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｒｅｓｕｌｔ ｈａｓｗｔ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｄｅｓｐｉｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓｎ＇ｔ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｅｎｓｏｒ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ
声表面波温度补偿-TCSAW专利调研
主要公司有SEIKO EPSON CORP（精工爱普生），MURATA MFG CO LTD（村田制作所），TOYO
COMMUNICAYION EQUIP CO，KYOCERA CORP（京瓷）国内主要有
村田 JP7254835-A：在X切112°Y方向的钽酸锂基片上电极厚度为波长的2-5%时器件具有好的温度特性。（1995）
精工爱普生JP9275326-A：晶体的光轴在右手直角坐标系中，晶体的光轴垂直于Z轴，电轴平行于X轴，机械轴平行于Y轴。插指电极在晶体的（100）面上的两个反射栅之间。激发的声波绕着X轴转16°30′的漏表面传播。反射栅与插指电极之间的距离与指条间的距离一样。当电极电导最大时激发的中心频率在反射栅的反射带宽之中。汇流条的宽度是插指宽度的十倍。漏波的速度在插指电极，汇流条和自由表面区域达到一定的值时。可以限制波的能量损失并且获得较好的频率温度特性。（1998）
日本电气EP0678973B1：在接收电路中设置另外的谐振器，通过接收电路的设计去除温度的影响。而不要成本高昂的微处理器。（2001）
村田EP682408A1：通过设计器件的输入和输出电极间的距离大于插指电极最外圈距离的3.5倍。可以减小器件的频率温度系数。实例中实现了从7ppm/℃提高3.35ppm/℃。（1995）
村田EP734120A1：在Y切X方向传播的36°钽酸锂基片上电极厚度为波长的2.6%-4.8%，氧化硅厚度为波长的22%-38%时且氧化硅覆盖住pad和反射栅时具有±10%ppm/℃的频率温度系数。（1996）
村田EP2288025A1：电极用两层金属，上面一层是比较耐腐蚀的金属或者合金。然后用一层与电极总厚度相等的绝缘层填在插指之间。最后用一层绝缘层覆盖住整个器件上。金属可以是Al，Au，Ag， Cu， W，Ta，Pt，N，或者 Mo。绝缘层可以是氧化硅。金属电极的密度必须要是第一层绝缘层的1.5倍以上。（2011）
声表面波无源无线测温原理(一)
声表面波无源无线测温原理(一)
声表面波无源无线测温原理
什么是声表面波
• 声表面波是一种沿固体表面传播的声波。
• 它是通过材料表面的弹性波来传递能量和信息。
无源无线测温技术
• 无源无线测温技术是一种无需电池或外部电源的温度测量方法。
• 它利用材料自身的特性来实现温度测量。
声表面波无源无线测温原理
1. 声表面波传感器：
– 利用压电材料的特性将温度转化为电压信号。
– 压电材料受温度变化影响，产生电荷分布改变。
– 这种变化可通过表面电场和声表面波的相互作用被测量。
2. 无线信号传输：
– 无线传感器通过接收器接收声表面波的信号。
– 接收器将信号转化为电压，并通过解调器转化为数字信号。 3. 温度计算：
– 数字信号被传输到计算机或其他设备进行温度计算。
– 通过预先建立的温度-电压关系曲线，可以准确地计算出温度数值。
声表面波无源无线测温的优势
• 免电池：无需外部电源，节省维护成本和能源消耗。
• 无线传输：信号无需物理线缆传输，减少安装和维护难度。
• 高精度：利用压电材料的高灵敏度和稳定性，可以实现高精度的温度测量。
• 高可靠性：无源无线传输和压电材料的稳定性，提高了系统的可靠性和持久性。
应用领域
• 工业：在高温环境下进行温度监测和控制，例如冶金、玻璃制造和钢铁工业。
• 医疗：监测生物样品温度，如血液和药物储存温度。
• 家电：测量电子设备的温度，实现故障诊断和温度控制。
• 环境：用于土壤温度监测、气象数据采集等领域。 结论
声表面波无源无线测温技术凭借其高精度、高可靠性和便捷的特点，在多个领域得到了广泛应用。 通过利用材料自身的特性和无线传输技术，该技术为温度测量提供了一种新的解决方案。
声表面波测温原理
声表面波测温原理
声表面波是一种特殊的声波模式,它沿着固体表面传播,能够在材料表面产生高频振动。声表面波的传播速度与材料的温度密切相关,因此可以利用声表面波的特性来测量材料表面的温度。
声表面波测温的基本原理是:当声表面波在材料表面传播时,它的相速度会随着温度的变化而发生改变。通过测量声表面波在已知距离上的传播时间,就可以计算出它的相速度,进而根据相速度与温度之间的关系,推算出材料表面的温度。
具体来说,声表面波测温过程包括以下几个步骤:
1. 在待测材料表面制造一个压电换能器,用于激发和接收声表面波。
2. 向换能器施加一个高频电脉冲信号,激发声表面波沿着材料表面传播。
3. 在已知距离处设置另一个换能器,接收经过该距离后的声表面波信号。
4. 测量激发信号和接收信号之间的时间延迟,计算出声表面波在该已知距离上的传播时间。
5. 根据已知的距离和测得的传播时间,计算出声表面波的相速度。
6. 利用材料中声表面波相速度与温度之间的经验或理论关系,由相速度推算出材料表面的温度值。
声表面波测温技术具有无损、无接触、高精度等优点,可以广泛应用于金属、陶瓷、复合材料等各种固体材料的表面温度测量。它在航空航天、能源、机械制造等领域有着重要的应用前景。