一种高灵敏度声表面波振动传感器的设计研究

作者:张娟; 张磊; 程文华; 马宏帅; 谭秋林*
来源:仪器仪表学报, 2023, 44(10): 100-111.
DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2311724

摘要

高温振动监测在故障诊断、设备维护等方面发挥重要作用,为此本文提出一种基于四端固支梁对称结构的硅酸镓镧(LGS)声表面波(SAW)高温振动传感器,采用算法优化设计,可实现高灵敏度、宽频段等特性,耐温最高可达800℃;构建四端固支梁SAW振动传感器数学模型,分析其灵敏度与固有频率;建立传感器结构模型,并在20℃~800℃内进行力学与电学仿真,揭示传感器高温力学与电学性能变化规律。结果表明,本传感器相比单一SAW谐振器结构,灵敏度提高约7.047倍;在20℃~800℃内,灵敏度随温度升高而增大,800℃时达到9.879 1×10-6/g;固有频率随温度升高而减小,800℃为3 018.4 Hz。最后通过实验初步验证了本设计方案的可行性,为SAW振动传感器优化设计与高温应用提供新的思路。

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