声表面波传感器
（江苏声立传感技术有限公司版权所有，转载请注明出处）
1）声表面波传感器的特点
声表面波（SAW）传感器是一种新型传感器，其研究始于20世纪80年代。这种传感器由压电材料制成，因不含半导体器件而被称为“无芯”传感器。已经出现的SAW传感器有几十种类型，可用于温度、压力、各类气体、角速度、磁场、露点等的检测。尽管SAW传感器的历史并不长，但因为其具有高精度、高灵敏度、便于大批量生产、体积小重量轻、信号易于检测、可工作在于极端恶劣环境等优点，受到世界许多国家的重视，成为目前先进也具有应用潜力的传感技术之一。基于声表面波技术的无线传感器具有完全无源（不需电池）、无线读取、测量范围广、维护方便等特点，是目前唯一的无源无线传感技术。声表面波无线传感器因其内部没有电路，工作特性取决于压电材料本身，因此使得这种传感器具有优良抗高压及电磁辐射能力，可工作与极高或极低温度环境下。
声表面波传感器是利用材料的压电效应以及声表面波传播特性受环境因素影响这一原理而制成的，其核心部件——声表面波传感芯片是由压电材料、叉指换能器和反射栅组成。
声表面波无线传感器的工作原理是：传感器芯片接收到读取器发来的电磁信号后，经叉指换能器转换成沿基片表面传播的机械振动波（即声表面波）。声表面波遇到反射栅后就有部分被反射回换能器，再经换能器转换成回波电信号返回到读取器。回波信号会受到温度和压力等物理量的影响。通过对回波信号的精确检测，就能得到被测物理量的变化，从而实现传感功能。
图1 声表面波无线传感系统的工作原理
如何理解声表面波传感器的特殊工作原理呢？这可以借助于生活中常见到的“喊山”现象。当我们朝着空旷的山谷喊叫时会听到山谷的回声，回声因山谷地形的不同而不同。对回声信号进行精确分析，就可以得到地形信息。声表面波传感器所起的作用就是产生反映被测物理量的“回声”。也因为此，声表面波信号的检测也是一项复杂技术。
3）声表面波传感器的发展现状
近些年，随着技术的成熟，国外已经有多款声表面波传感器推向市场。例如美Sengenuity公司的电力设备温度传感器（如图2.a）、奥地利CTR公司的RadFID集成标签的无线测温系统（图2.b）、英国Sensors公司的汽车轮胎压力传感系统（图2.c）、美国MSA公司的MiniCAD毒剂检测器（图2.d）等。
图2 目前国外的声表面波传感器产品：a.谐振型声表面波无线测温系统；b.集成标签的无线测温系统；c.轮胎压力传感器；（d）MiniCAD毒剂检测器
