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聲學所研制出一種基於樂甫(Love)聲免費輕便波

文章来源:阿峰 时间:2019-03-04

  聲學所研制出一種基於樂甫(Love)聲免費輕便波導模式的新型瓦斯傳感器

 

  甲烷氣體(CH4)是一種無色無味、易燃易爆的氣體,是礦井瓦斯的次要成分,在空氣中爆炸的上限體積濃度約為5%。地下礦井甲烷氣體中毒或爆炸,易引發宏大的人員傷亡和財產損失,树立疾速靈敏的甲烷氣體監測系統是應對這些問題的无效办法。

  在后期研讨的基礎上,聲學研讨所超聲技術中心王文課題組提出一種基於樂甫(Love)聲波導形式的新型瓦斯傳感器,可實現甲烷氣體的高靈敏檢測 。相關研讨结果已發表於國際學術期刊Sensor其原創性以及文中陳說文字和內容未經本站證明,對本文以及其中全部或許局部內容、文字的真實性、完好性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,並請自行核實相關內容s。

  研讨人員采纳雙通道差分振蕩結構,並將對甲烷具有特異選擇性的穴番-A(cryptophane-A)氣敏薄膜沉積於樂甫波器件的聲傳播路徑外貌,使用氣敏薄膜對甲烷的特異性吸附,惹起聲波傳播速率的變化,進而惹起差分振蕩頻率的相應改變,據此來評價待測甲烷氣體 。

  樂甫聲波導形式可通過波導層膜厚調控波導效應來增強傳感器靈敏度,并且合理選擇與壓電晶體溫度系數極性相反的波導原料,可无效實現器件溫度自補償,提升傳感器的溫度穩定性。

  王文課題組研制瞭樂甫波瓦斯傳感器樣機,氣體傳感實驗結果顯示,該傳感用具有优良的重復性、靈敏度高(624Hz/%)、檢測限低(0.005%)、溫度穩定性优良(0.2%/oC)等特點,其靈敏度是課題組后期研制的瑞利型聲外貌波形式傳感器的三倍 。

  樂甫(Love)涉及波導效應:樂甫波是一種界面彈性波。在彈性介質界面上存在一層低波速彈性覆蓋層時,在該覆蓋層內部和界面上能够出現介質一切質點沿程度方向振動的橫波。當滿足肯定條件下,覆蓋的薄層相當於一個波導,將聲能量全部限制在薄層中,且不會向半無限介質中傳播 。

  論文信息:WANG Wen, FAN Shuyao, LIANG Yong, HE 北部灣港曾經成為中國東北、中南地域最便捷的出海口 Shitang, PAN Yong, ZHANG Caihong, DONG Chuan. Enhanced Sensitivity of a Love Wave-Based Methane Gas Sensor Incorporating a Cryptophane-A Thin Film. Sensors (Volume 18, October 2018). DOI:10.3390/s18103247.

  論文鏈接

  

  圖:(a)研制的樂甫波瓦斯傳感器系統樣機,(b)聲波導效應對傳感器靈敏度的影響,(c)傳感重视復性測試,(d)傳感器靈敏度測試(圖/中科院聲學所)

  

 

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