 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Массочувствительные сенсоры. Область применения
В качестве массочувствительных сенсоров используют приборы на объемных и поверхностных акустических волнах на основе пьезоэлектриков, в которых деформации наводят поверхностный заряд. Периодические напряжения, связанные с механическим резонансом, можно создавать при помощи переменного тока той же частоты, что и резонанс. Механический резонанс определяется массой структуры, а использование современных методов измерения частоты позволяет достигать разрешения до 10-12 г.
Для того чтобы создать датчик на основе пьезокристалла, необходимо обеспечить преимущественную сорбцию молекул определяемого вещества на поверхности кристалла. Для этого его покрывают тонкой пленкой сорбирующего материала.
В данном классе приборов наиболее чувствительными являются элементы на релеевских поверхностно-акустических волнах (ПАВ). Схема такого сенсора приведена на рис. 4.20.
Рис. 4.20. Схема сенсора на поверхностно-акустических волнах
На подложке из пьезоэлектрика 1 формируют четыре системы тонкопленочных встречно-штырьевых (растровых) электродов. Подложка должна иметь поверхность, отполированную до оптической точности, так как неровности вызывают значительные акустические потери. Одна пара электродов 2 служит для возбуждения поверхностно-акустической волны путем подачи на них переменного напряжения. Сформированная поверхностно-акустическая волна распространяется по поверхности пьезоподложки ко второй паре электродов 3, которая служит для детектирования волны и преобразования ее в переменный электрический сигнал.
Данный прибор представляет собой дифференциальную схему двух линий задержки, причем в области распространения поверхностно акустической волны одной из них нанесен слой 4, селективно сорбирующий молекулы детектируемого вещества, что сопровождается уменьшением скорости распространения ПАВ и, следовательно, частоты колебаний.
Электрические сигналы по двум линиям усиливаются усилителями 5 и поступают на счетчик смешанной частоты 6. Разностная частота пропорциональна количеству сорбированного вещества, а селективность определяется типом используемого чувствительного слоя.
Поиск по сайту: