本發(fā)明涉及信號(hào)與信息處理領(lǐng)域，尤其涉及一種聲表面波傳感器裝置。
背景技術(shù)：
聲表面波(saw，surfaceacousticwave)傳感器，由于其性能好、體積小、成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于如壓力、溫度、應(yīng)變等諸多物理量的監(jiān)測(cè)。
一般無(wú)線無(wú)源saw傳感器，是由傳感器芯片和讀寫器組成。傳感器芯片通過(guò)天線接收讀寫器發(fā)射的射頻信號(hào)，基于壓電效應(yīng)，傳感器芯片的叉指換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在傳播路徑上調(diào)制聲波信號(hào)，通過(guò)逆壓電效應(yīng)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為傳感器提供能量。但是，由于saw傳感器的能量來(lái)自于讀寫器，而射頻信號(hào)在大氣中衰減嚴(yán)重，接收到的信號(hào)很弱，通過(guò)壓電效應(yīng)產(chǎn)生的能量很弱，因而嚴(yán)重制約著saw傳感器的讀寫距離。目前saw無(wú)線傳感器可實(shí)現(xiàn)的最遠(yuǎn)距離是6米，并不能完全滿足傳感器市場(chǎng)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中聲表面波傳感器存在的上述不足之處。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括，壓電基片和叉指換能器；其中，叉指換能器包括匯流條和電極部分，電極部分設(shè)置為尖角結(jié)構(gòu)；壓電基片用于積聚電能；叉指換能器用于將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在傳播路徑上調(diào)制聲波信號(hào)，通過(guò)逆壓電效應(yīng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為聲表面波傳感器提供能量。
優(yōu)選地，聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)所采用的壓電基片是鈮酸鋰(linbo3)、鉭酸鋰晶體(litao3)、氧化鋅(zno)、或鋯鈦酸鉛壓電陶瓷(pzt)材料，上述材料均是熱釋電系數(shù)大的材料，能夠最大限度的進(jìn)行電荷積累。
優(yōu)選地，叉指換能器電極部分采用銅、鎢、金、鉑及其合金材料制作而成。
優(yōu)選地，匯流條面積根據(jù)以下步驟計(jì)算獲得：
步驟一：根據(jù)功率需求確定電流值大小，p＝i2r，式中，r為器件電阻值大小，i為電流大小，p為器件的功率；
步驟二：根據(jù)所求電流值大小，依據(jù)
另一方面，本發(fā)明提供了一種傳感器，該傳感器包括讀寫器和上述傳感器芯片。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用壓電基片具有熱釋電效應(yīng)，在壓電基片上盡可能多的積聚電能，并在叉指電極處利用尖端放電將電荷高效地釋放，為傳感器芯片自身提供射頻能量，以提高傳感器的讀寫范圍，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的接收信號(hào)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)包括，壓電基片21和叉指換能器20；其中，叉指換能器20包括匯流條22和電極部分23，所述電極部分23設(shè)置為尖角結(jié)構(gòu)；
壓電基片21用于積聚電能；叉指換能器20用于將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在傳播路徑上調(diào)制聲波信號(hào)，通過(guò)逆壓電效應(yīng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為聲表面波傳感器提供能量。
具體地，聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)采用的壓電基片21是linbo3或litao3、zno、pzt材料，這些材料均是熱釋電系數(shù)大的材料，能夠最大限度的進(jìn)行電荷積累。
傳統(tǒng)saw傳感器的制作過(guò)程包括退火還原處理操作，該退火還原處理操作是是為了減少電荷積累對(duì)器件的損壞，降低基片熱釋電系數(shù)。而本發(fā)明實(shí)施例提供的聲表面波傳感器芯片結(jié)構(gòu)采用的壓電基片可以利用電荷積累產(chǎn)生能量，固不做退火還原處理。
具體地，聲表面波傳感器芯片采用的叉指換能器電極的匯流條22表面積可通過(guò)一定方法根據(jù)具體功率需求決定，以增大產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)的區(qū)域。具體計(jì)算方法如下：
步驟一：根據(jù)功率需求確定電流值大小，p＝i2r，式中，r為器件電阻值大小，i為電流大小，p為器件的功率；
步驟二：根據(jù)所求電流值大小，依據(jù)
具體地，聲表面波傳感器采用的叉指換能器電極23采用銅、鎢、金、鉑及其合金材料制作而成，能夠防止過(guò)大電荷擊穿器件。
具體地，聲表面波傳感器采用的叉指換能器電極23采用具有相對(duì)的尖角結(jié)構(gòu)，該尖角結(jié)構(gòu)是利用局部放電原理，使得到的電荷更高效地釋放。
本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)聲表面波(saw)傳感器的壓電基片進(jìn)行改進(jìn)，可以增加壓電效應(yīng)產(chǎn)生的熱量，從而提供更多的電能；通過(guò)改變叉指換能器電極的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)尖端充分放電,提高saw傳感器的讀寫范圍。
以上的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。