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

• 振动传感器
• 声表面波
• 硅酸镓镧
• 高温振动监测

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。

• 单位
  太原工业学院; 中北大学