声表面波谐振器型无源无线温度传感器
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变压器油温油位一体化无源无线监测系统摘要:因为缺乏变压器油温与油位科学检测方法,进而相关专家学者经过研究,提出基于声表面波(Surface Acoustic Wave,简称SAW)无源无线传感技术的变压器油温油位一体化监测方法。
该系统借助SAW传感技术,结合其无源无线特征分析,为传感器安全后设备维护工作的顺利进行及电气安全性提供了保障。
要想获取精准的传感器温度监测结果,应做好差动结构传感器设计工作,通过有限元方法促进传感器温度敏感特性的优化。
此外,以磁控开关切换天线连接,控制成本的同时,实时监测变压器油位状态,优化设计的目的是确保变压器油温油位一体化无源无线监测系统完整性,本文将尝试分析设计思路且进行试验验证,以期为专业人员研究提供参考。
关键词:变压器;油温油位一体化;无源无线;监控系统配电网以变压器为核心设备,变压器运行的好坏对配电网运行安全性息息相关,其中利害关系可见一斑。
电网在我国各地广泛分布,主要为辐射型网络,经过实践调查与资料分析了解到,由于变压器间距离较近,密集安装,进而易引发安全事故,一旦停电波及范围大。
基于此,笔者认为应严格落实国家或地方发布的相关文件,遵循安全原则开展各项工作,尤其是部分农村地区变电器设备尚未更新,更要做好油温油位检测工作,促进电网智能化建设。
现在广泛使用的油浮式机械油位指示器,难以动态监测尚变压器油位和油温,仅依靠人工检测不仅费时、费力,还时常出现漏检问题。
变压器油温油位一体化无源无线监测系统设计能够有效解决上述问题,实现自动检测和报警。
1.SAW传感器系统特征SAW传感器具有无源、无限特征,其无源特性使得有源传感器的诸多弊端得以消除,无线特性为设备的电气安全性提供了保障。
现阶段,在电缆接头、高压开关柜等诸多电力设备测温系统中,SAW传感器得到广泛应用,且受到人们的青睐。
在变压器中SAW传感器技术的应用,实现了差动结构传感器设计,通过有限元或边界元方法,促使传感器温度采集特性优化,确保了传感器温度监测结果准确性。
收稿日期:2002-08-27基金项目:国家自然科学基金资助项目(69974044);教育部留学回国人员科研基金资助项目作者简介:李平(1963-),男,硕士,副教授,研究方向:阵列传感器、压电传感器和信号处理技术。
文章编号:1004-2474(2003)02-0087-04声表面波谐振器的时域响应特性研究李 平,文玉梅,王军峰,黄尚廉(重庆大学光电工程学院,重庆400044) 摘 要:由于电磁波的速度比声表面波的速度快得多,叉指换能器在进行电声转换的同时,也降低了信号能量流的速度,在一定时间内蓄积了电磁能量,所以当电磁激励结束后的一定时间内,声表面波器件仍然有瞬态输出,这是声表器件实现无源无线传感的物理基础。
该文通过推导声表面波谐振器各部分的冲激响应函数,得到谐振器的冲激响应,据此分析研究声表面波谐振器在各种激励下的响应波形和特征。
分析表明声表面波谐振器的瞬态响应完全反映了器件的性能参数。
关键词:声表面波;声表面波器件;声表面波谐振器;时域分析中图分类号:T N 65 文献标识码:ACharacterization of the Time -domain Responses of SAW ResonatorsLI Ping ,WEN Yu -mei ,WANG Jun -f eng ,HUANG Shan -lian(Optoelectronic Engineering College,Chongqing U niversity,Chongqing 400044,China) Abstract :A s the v elocity of the electro -magnetic w aves is much hig her than that of the mechanical sur faceacoustic wav es.the interdigital tr ansducer s in a SA W r esonator actually slo w dow n and stor e t he electro -magneticener gy for a w hile as w ell as t hey convert it int o mechanical ener gy .T his means that ev en an ex citation to a device ends ther e still ex ists a tr ansient pr ocess of the output.It is the physical basis for passiv e sensing applications of SAW dev ices .Impulse response functions of elements in a SA W r esonator ar e derived to o btain the gener al impulse response of a reso nato r fo r analy zing its t ime-domain r esponses to var ious ex citatio ns.T he time-do main analy sis based on theimpulse r esponse of an SA W resonat or demonstr ates t he steady -state and the transient responses.I t r ev eals that thetransient r espo nse is closely r elated to the device specifications .Key words :sur face acoustic w av e;SA W device;SA W r esonator ;time-domain analy sis 1 引言通常声表面波(SAW )谐振器用作窄带滤波器或者信号源中的频率控制器件,其有用输出是谐振器跟随输入信号的稳态响应。
声表面波滤波器在通信电路中的应用摘要随着半导体工艺的迅速发展,光刻精度进一步提高,使得声表面波滤波器超小型化成为现实,而通信技术的快速发展,对声表面波滤波器提出的性能要求也越来越高。
声表面滤波器简称SAWF 或SAW,是利用压电陶瓷、铌酸锂、石英等压电晶体振荡器材料的压电效应和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器,它用于电视机和录像机的中频输入电路中作选频元件,取代了中频放大器的输入吸收回路和多级调谐回路。
它是在一块具有压电效应的材料基片上蒸发一层金属膜,然后经光刻,在两端各形成一对叉指形电极组成.当在发射换能器上加上信号电压后,就在输入叉指电极间形成一个电场使压电材料发生机械振动(即超声波)以超声波的形式向左右两边传播,向边缘一侧的能量由吸声材料所吸收。
在接收端,由接收换能器将机械振动再转化为电信号,并由叉指形电极输出。
声表面波器件因其体积小、抗辐射能力强、高速、低功耗和高可靠性等优点,在通信、雷达和电子对抗中得到了广泛的应用,尤其是它独有的高频特性,越来越受到重视。
在追求高效率、低插入损耗、高温度稳定的同时,中心频率和通带宽度的可调节性也成为研究热点之一。
关键词:声表面波,滤波器,无线通信目录1绪论 (1)2 SAW滤波器基本理论 (1)2.1SAW滤波器的简介 (1)2。
2SAW滤波器的结构及原理 (1)2.3SAW波滤波器的特点 (3)2。
4SAW滤波器的应用 (3)3 无线通信中用SAW滤波器 (4)3.1等效电路分析 (5)3.2滤波器的设计 (6)总结 (8)致谢 (9)参考文献 (10)1绪论随着无线移动通信技术的发展,人们对移动电话的需求直线上升.为规范移动通信市场,国际上建立了几种公用通信系统标准,如美国移动通信系统(AMPS)、扩展总路线通信系统(ETACS)、全球移动系统(GSM)等.以上各通信系统所使用的频率范围均不相同,但为扩大通信容量,与传统的通信系统相比,它们的射频频率都较高,使用带宽较宽,且发射端和接收端的间隔较窄。
声表面波器件中声波在铌酸锂中的传播特性摘要:声表面波在各种基片或是分层介质结构中的传播特性是不同的。
本文以目前应用最广泛的铌酸锂晶体为研究对象,探讨了其在不同切型和传播方向的条件下,所表现出来的各种传播特征,从而为研制新器件取得了一手数据,为设计开发做好必要的理论准备工作。
关键词:声表面波SA W 传播特性走离角机电耦合系数铌酸锂前言声表面波的频率一般集中在108赫兹左右,其传播能量只集中在弹性物体表面,英文简称为SA W(SURFACE ACOUSTIC WA VE)。
声表面波器件是以声表面波为媒介进行电信号传输的元件。
其结构图如下:图1:声表面波器件结构原理图声表面波器件的发展首先得益于现代无线通讯技术的不断深入,而且在其它相关领域的应用也同样取得了成功,如光线通信、航空管制、卫星微波通信、声纳及数字电视。
为此,研制出来的声表面波器件的类型也是种类繁多,如表面波卷积器、匹配滤波器、震荡器、声光可调节滤波器、延迟器、谐振器、无线传感器等。
它们分别在各自领域发挥着独特的作用。
相信在未来,声表面波器件的应用领域和器件类型都会不断扩大,为信息化社会提供更加完善的功能。
声表面波器件之所以具有如此好的发展前景,首先是因为它通过半导体工艺制作的,产品性能具有一致性和重复性特征,可以实现工业化大生产,可极大降低应用成本。
其次声表面波器件具有很高的温度适应性,无论高温还是低温,都能保证传输性能不发生变化,特别是基片采用复合材料更加如此,适合在相对恶劣的环境下长期工作。
声表面波器件制造技术的提升离不开对晶体基片传播特性的研究,本文写作目的正是如此。
尽管当前对薄膜材料的研究如火如荼,并作为声表面波器件的一个重要研究方向。
但是对单一晶体材料作为基片的研究是复合材料研究的重要理论基础,因此有必要对单一晶体传播特性进行仔细分析,在本文我们选取了使用最广泛的LiNbO 3单晶体(铌酸锂)作为研究对象。
1 声表面波的几个基本概念研究声表面波及器件,首先我们要明确几个基本的概念,主要有相速度、倒速度、倒速度曲线、走离角、群速度和机电耦合系数。