[发明专利]抵抗同频干扰的声表面波传感器

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种抵抗同频干扰的声表面波传感器。

背景技术

现有的无线传感器技术在对移动物体的检测、以及在危险环境，如高温，高电磁辐射等场景中的测量应用中具有很大的应用前景。基于SAW的传感器是完全无源的（无电池），在许多应用中具有高可靠性。与无线的回波读写器配合，这些无源传感器的无线信息传输范围有可能达到5米的距离。

      由于声表面波（SAW）传感器的回波信号通常较弱，也难以采用无线通信中惯用的调制方式，因此，当周边存在干扰源且该干扰源的频率正好落在SAW传感器工作区间的谐振频率范围内，传统的检测方式就无法正确地判断出哪个频率点的信号是属于SAW传感器的回波信号。人们也尝试在进行检测之前首先对背景噪声的频谱进行记录，然后再将检测到的信号频谱与背景噪声的频谱进行比照以筛选出属于SAW传感器的回波频点，但在某些情况下，背景噪声的频谱是随时间而变化的，因而这种比照频谱的方式在这种情况下完全失效。

传统的SAW传感器使用一个谐振器，通过检测该谐振器的谐振频率来获得所感知的物理量变化信息，由于SAW谐振器的回波是未经调制的信号，因此当周边存在同频率的干扰源时读写器就无法正确地识别出SAW传感器的回波信号，这给SAW传感器的应用带来了很大的限制。

现有的人们在同一基底上实现两个特性相异的SAW谐振器，这两个谐振器的谐振频率之差会随着外界物理量（如温度、压力等）的变化而变化，这一变化关系是明确和确定的，通过这种方式所实现的所谓差分式的SAW传感器可以消除因工艺一致性或器件老化引起的谐振频率偏移的问题，但同样地，它在有外部同频干扰源时也是无法正常工作的。

发明内容

本发明的目的是：提供一种不仅结构简单、紧凑，而且能够提高抗干扰能力的抵抗同频干扰的声表面波传感器，它利用多个声表面波谐振器在谐振频率上的相关性，来提高声表面波传感器的抗干扰能力；在实际情况中可根据需要选择不同数量的谐振器，谐振器数量越多，抗干扰能力越强。以克服现有技术的不足。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种抵抗同频干扰的声表面波传感器，其创新点在于：

a、包括压电基底和多个声表面波谐振器；

b、所述多个声表面波谐振器并联且相互平行地设在压电基底上；

c、所述多个声表面波谐振器的谐振频率各不相同，且多个声表面波谐振器之间的频率差控制在1KHz～1000KHz的范围内；

d、所述多个声表面波谐振器为3个或3个以上。

在上述技术方案中，还包括互相密封连接的壳体和壳盖，所述压电基底和多个声表面波谐振器均设在壳体内。

在上述技术方案中，所述压电基底是压电晶片，且压电晶片是石英，或者是铌酸锂，或者是钽酸锂。

在上述技术方案中，所述压电基底包括压电薄膜和衬底，且压电薄膜设在衬底的上表面，而多个声表面波谐振器设在压电薄膜上。

在上述技术方案中，所述压电基底是压电陶瓷，且压电陶瓷是锆钛酸铅，或者是钛酸钡，或者是钛酸铅。

在上述技术方案中，所述压电薄膜是氧化锌或者是氮化铝，所述衬底是石英或者是金刚石。

在上述技术方案中，所述壳体和壳盖分别是金属壳体和金属壳盖，或者分别是陶瓷壳体和金属壳盖。

在上述技术方案中，所述多个声表面波谐振器之间的频率差可以相同，或者是不同。

在上述技术方案中，所述压电薄膜的厚度控制在1000-10000埃范围内。

本发明所具有的积极效果是：由于采用了上述的传感器结构后，使用时，将读写器通过天线与本发明无线通信，并将本发明放置在被测量的位置；本发明将3个或3个以上声表面波谐振器相互平行地设在压电基底上，读写器所采集到的信号频谱中包括多个声表面波谐振器的谐振频率和外部干扰频率，可对此信号频谱进行分析，能够正确区分出谐振器的回波信号，即使有外部同频干扰源时也是能够正常工作的。本发明不仅结构简单、紧凑，而且能够提高抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明第一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明第二种具体实施方式的结构示意图；

图4是本发明第三种具体实施方式的结构示意图；

图5是本发明第四种具体实施方式的结构示意图；

图6是本发明第一种具体实施方式的使用状态图，其中，7是读写器。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。