[发明专利]声表面波电流传感器

权利要求书

1.一种声表面波SAW电流传感器，其特征在于，所述SAW电流传感器包括：

压电基片(7)，作为振动膜，在其上设置有控制电极宽度单相单向换能器EWC/SPUDT(8)，第一路反射器，第二路反射器，磁敏电阻(11)，薄层膜(17)，并在沿该压电基片表面的上下边涂覆的2条导电膜(6)，在所述2条导电膜(6)中间涂覆的第一吸声胶(15)，在沿压电基片长边所述第一吸声胶(15)的对端涂覆第二吸声胶(15’)；

所述第一路反射器，包括第一叉指型反射器(9)和第二叉指型反射器(10)，所述第一叉指型反射器(9)用以参考，所述第二叉指型反射器(10)和所述磁敏电阻(11)耦合，用以测量电流；

所述第二路反射器，用作电子标签，包括第一短路栅反射器(12)、第二短路栅反射器(13)和第三短路栅反射器(14)；

薄层膜(17)，涂覆在所述EWC/SPUDT(8)、第一叉指型反射器(9)、第二叉指型反射器(10)、第一短路栅反射器(12)、第二短路栅反射器(13)、第三短路栅反射器(14)上；

通过无线天线(4)接收读取模块(3)发送的第一电磁波信号(1)，通过所述EWC/SPUDT(8)将所述第一电磁波信号转换成沿压电基片(7)表面传播的SAW，所述SAW被所述第一路反射器、第二路反射器反射后，被所述EWC/SPUDT(8)转换成第二电磁波信号(2)，所述第二电磁波信号(2)通过所述无线天线(4)传回所述读取单元(3)，通过信号处理方法，通过获取所述SAW电流传感器的时域响应的信号变换以进行电流检测。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述压电基片(7)为Y向旋转128°沿X方向传播的铌酸锂基片，其压电耦合系数为5.4％，声传播速度为3979m/s。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述磁敏电阻(11)采用锑化铟材料制成，所述锑化铟在室温下电子迁移率为78000cm²/V·S，电阻率为0.005Ω·cm。

4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述薄层膜(17)采用SiO₂制成，并且所述薄层膜(17)采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD涂覆在所述EWC/SPUDT(8)上。

5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述EWC/SPUDT(8)包括至少2个第一叉指电极对(31)，所述第一叉指电极对(31)包括2个宽度为1/8λ_x，间距为1/8λ_x的第一电极，所述第一叉指电极对(31)之间设置宽度为1/4λ_x的第一反射电极(32)，且第一反射电极(32)与所述第一叉指电极对(31)的边缘距离为3/16λ_x，其中，λ_x为沿声波传播方向的声波波长。

6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一叉指型反射器(9)和所述第二叉指型反射器(10)中的每一个都包括第二叉指电极对(51)，所述第二叉指电极对(51)包括2个宽度为1/4λ_x的第二电极，其中，所述第二叉指电极对(51)的个数，随着所述第一叉指型反射器(9)和所述第二叉指型反射器(10)与EWC/SPUDT(8)距离的增大而增多。

7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一短路栅反射器(12)、第二短路栅反射器(13)和第三短路栅反射器(14)中的每一个包括至少2个1/4λ_x宽度的第三电极(41)，并且所述第三电极(41)的个数，随着所述第一短路栅反射器(12)、第二短路栅反射器(13)和第三短路栅反射器(14)与EWC/SPUDT(8)距离的增大而增多。

8.如权利要求6-8任一项所述的传感器，其特征在于，所述第一电极、第二电极和第三电极(41)采用铝材料制成，所述第一电极、第二电极和第三电极(41)膜厚为1％～1.5％λ_x，其中，所述λ_x为沿声波传播方向的声波波长。

9.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述EWC/SPUDT(8)与所述第一叉指型反射器(9)之间的距离为322.4um。