[发明专利]基于SAW传感器的检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其是涉及一种基于SAW传感器的检测装置。

背景技术

SAW是英国科学家Rayleigh在19世纪80年代研究地震波的过程中发现，但当时技术受限，SAW未得到实际应用；1965年美国科学家White、Voltmer发明能在压电晶体材料表面上激励表面波的金属叉指换能器、并有效的检测到声表面波信号，使SAW广泛应用。

SAW属于压电型传感器，以压电材料为基底、利用压电效应、通过叉指换能器实现电信号和声信号相互转换，具有结构简单、体积小、成本低、响应时间短、灵敏度高、可靠性好等优点，应用于分析化学、环境监测以及现场气体检测等方面。

SAW传感器按结构分为延迟线型和谐振器型传感器。谐振器型体积小、品质因素值高、频率特性好、回波损耗较小，但敏感面积比较小，常用于物理传感器；延迟线结构具有比较长的声波传输途径，可获得很大的敏感面积，同时设计简单、对声表面波器件工艺精度要求低，但频率特性没有谐振器好。

延迟线型SAW传感器晶片结构包括电极、压电基底、感应薄膜、输入叉指换能器、输出叉指换能器五个部分。激励信号作用于输入叉指换能器、通过逆压电效应转换为声表面波信号，声表面波信号经压电基底传播到达输出叉指换能器、通过正压电效应转换为电信号。SAW器件感应薄膜暴露于某种环境下，由于环境如湿度、温度、压力、质量、粘度、密度等的变化，导致声表面波波速发生变化，从而引起输入输出信号频率、相位、振幅产生差异，根据输入、输出信号差异即可传感信息。

现有的基于SAW传感器的检测装置体形庞大、制造成本高、检测效率低，无法满足实时检测需求，而且现有的基于SAW传感器的检测装置对液体无密封或采取塑料固化密封方式，无密封使得检测液体泄漏、同时检测结果不准，塑料固化密封形成永久密封，装置难于拆卸。另外，现有的基于SAW传感器的检测装置采用导线、电极片、电极针连接检测线路，线路布局繁琐、加工成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现对生物检测液密封且密封方式成本低、简单有效的基于SAW传感器的检测装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于SAW传感器的检测装置，包括底板、基体、SAW晶片，所述底板上设置有检测电路；所述SAW晶片包括压电基底、感应薄膜、输入叉指电极、输出叉指电极，所述感应薄膜、输入叉指电极、输出叉指电极均设置在压电基底的同一表面，所述输入叉指电极、输出叉指电极分别设置在感应薄膜的两侧，所述输入叉指电极上连接有用于接入外部信号的输入电极，所述输入电极与检测电路相连，所述输出叉指电极上连接有用于输出信号的输出电极，所述输出电极与检测电路相连；所述基体固定在底板上，所述基体与底板相接触的表面设置有晶片槽以及多个导线槽，所述SAW晶片设置在晶片槽内且固定在底板上，所述多个导线槽分别设置在晶片槽的两侧，所述晶片槽的槽底设置有环形槽，所述环形槽内设置有密封圈，所述SAW晶片的感应薄膜朝向晶片槽的槽底并且所述密封圈与SAW的感应薄膜、晶片槽的槽底共同围成一个密闭的检测空间，所述环形槽的中部开有引流孔，所述检测空间通过引流孔与外界连通。

进一步的是，所述底板采用PCB板制作而成。

进一步的是，所述检测电路包括信号接入端、信号输出端、第一连接电极、第二连接电极，所述信号接入端与第一连接电极相连，所述信号输出端与第二连接电极相连，所述信号接入端与第一连接电极之间、信号输出端与第二连接电极之间均设置有匹配电阻，所述输入电极与第一连接电极相连，所述输出电极与第二连接电极相连。

进一步的是，所述感应薄膜的表面积大于密封圈的圈内面积。

进一步的是，所述底板与基体通过螺栓固定。

进一步的是，所述螺栓采用内六角圆头螺栓并且内六角圆头螺栓采用尼龙材料制作而成。

进一步的是，所述基体采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制作而成。

进一步的是，所述压电基底采用S-T石英制作而成。

进一步的是，所述感应薄膜、输入叉指电极、输出叉指电极、输入电极、输出电极均采用Au材料制作而成。

进一步的是，所述密封圈采用硅胶材料制作而成。