聲表化學傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種聲表化學傳感器。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著經濟快速的發展，使得人類的生活環境逐漸受到污染。但隨著環保意識的抬頭與人類對于生活品質要求的提升，如何有效控制人類生存環境中的有害物質成為重要的議題。
[0003]—般而言，氣體檢測的方法主要為分成四種方式，第一種為半導體誘導器，半導體誘導器因其耗電量高的缺點，使得半導體誘導器發展不易。第二種為生物誘導器，主要以氨氣及環境臭味的檢測為主，但其成本較高，使得生物誘導器很少應用于氣體檢測的領域。第三種為電化學誘導器，主要應用在50百萬分之一(Parts Per Mill1n,PPM)以下低濃度氣體檢測及特殊氣體如氫氰酸(HCN)、鍺烷(GeH4)、硅烷(SiH4)、硫化氫(H2S)的檢測上。第四種為光學誘導器，由于不必與氣體接觸，可應用于遠距監測。而上述所有的誘導器是將檢測到的氣體濃度轉換成電子信號的裝置。
[0004]已知檢測氣體的檢測裝置，例如:氣相色譜儀(Gas Chromatography)。雖然具有高靈敏度、高準確性與低濃度檢測的優點，但其價格昂貴且為體積龐大，與電子科技朝向輕薄短小的發展背道而馳。為了解決上述問題，業者提出了一種可攜式氣體檢測裝置，以提高氣體檢測的機動性。但上述可攜式氣體檢測裝置仍需具備有控制與運算功能的接口控制單元才可進行氣體的檢測，且可攜式氣體檢測裝置具有電源控制單元，使得可攜式氣體檢測裝置于制作上存在有無法降低成本與無法進一步縮小體積的問題。此外，一般的可攜式氣體裝置是利用手動方式進行氣體檢測，若需增加其他不同的控制啟動方式會造成可攜式氣體裝置于制作成本上的增加，而不符合市場需求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種聲表化學傳感器，具有體積小、重量輕、可靠性高、靈敏度高的優點。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]一種聲表化學傳感器，包括:相互連接的混頻器與低通濾波器，以及分別與所述混頻器相連且均包含一聲表面波諧振器的傳感電路及參考電路；其中:
[0008]所述傳感電路與參考電路輸出的頻率信號經混頻器混頻后，由低通濾波器進行濾波處理，輸出傳感電路與參考電路的差頻信號；根據所述差頻信號的變化從而實現氣體檢測。
[0009]進一步的，所述傳感電路與參考電路具有相同的結構；其中:
[0010]傳感電路中的聲表面波諧振器兩端各連有一匹配電路，兩個匹配電路之間通過一放大器連接組成回路。
[0011]進一步的，所述聲表面波諧振器的表面設置了具有選擇性的吸附膜，當諧振器暴露在被檢測環境中，若環境中有被吸附膜吸附的氣體分子，則發生吸附作用，使聲表面波的速度發生變化，從而使諧振器的頻率發生變化，從而使得相應的傳感電路和/或參考電路輸出的頻率信號也發生變化。
[0012]進一步的，所述傳感電路及參考電路與混頻器的鏈路中還均設有一放大器。
[0013]由上述本發明提供的技術方案可以看出，使用了基于聲表面波諧振器的氣體傳感器，對氣體進行檢測，其具有可靠性高、靈敏度高的優點；同時，整個聲表化學傳感器結構緊湊、體積小、重量輕、成本也相對較低。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0015]圖1為本發明實施例提供的一種聲表化學傳感器的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0017]實施例
[0018]本發明實施例提供一種聲表化學傳感器，如圖1所示，其主要包括:相互連接的混頻器與低通濾波器，以及分別與所述混頻器相連且均包含一聲表面波諧振器的傳感電路及參考電路；其中:
[0019]所述傳感電路與參考電路輸出的頻率信號(記為fl、f2)經混頻器混頻后，由低通濾波器進行濾波處理，輸出傳感電路與參考電路的差頻信號(fl_f2);由于差頻信號頻率變化與諧振器表面吸附氣體分子多少有關，從而可以根據所述差頻信號的變化從而實現氣體檢測。
[0020]具體來說，本發明實施例所述的傳感電路與參考電路具有相同的結構；傳感電路中的聲表面波諧振器兩端各連有一匹配電路，兩個匹配電路之間通過一放大器連接組成回路。參考電路的結構與上述傳感器結構相同，故不再贅述。為了便于區分，圖1中將傳感電路中的聲表面波諧振器標記為聲表面波諧振器I，將參考電路中的聲表面波諧振器標記為聲表面波諧振器2。
[0021]另外，所述的傳感電路及參考電路與混頻器的鏈路中還均設有一放大器。
[0022]本發明實施例中，所述聲表面波諧振器的表面設置了具有選擇性的吸附膜(可用于確定氣體類型)，當諧振器暴露在被檢測環境中，若環境中有被吸附膜吸附的氣體分子，則發生吸附作用，使聲表面波的速度發生變化，從而使諧振器的頻率發生變化，從而使得相應的傳感電路和/或參考電路輸出的頻率信號也發生變化。
[0023]本發明實施例上述方案，使用了基于聲表面波諧振器的氣體傳感器，對氣體進行檢測，其具有可靠性高、靈敏度高的優點；同時，整個聲表化學傳感器結構緊湊、體積小、重量輕、成本也相對較低。
[0024]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種聲表化學傳感器，其特征在于，包括:相互連接的混頻器與低通濾波器，以及分別與所述混頻器相連且均包含一聲表面波諧振器的傳感電路及參考電路；其中: 所述傳感電路與參考電路輸出的頻率信號經混頻器混頻后，由低通濾波器進行濾波處理，輸出傳感電路與參考電路的差頻信號；根據所述差頻信號的變化從而實現氣體檢測。2.根據權利要求1所述的聲表化學傳感器，其特征在于，所述傳感電路與參考電路具有相同的結構；其中: 傳感電路中的聲表面波諧振器兩端各連有一匹配電路，兩個匹配電路之間通過一放大器連接組成回路。3.根據權利要求1或2所述的聲表化學傳感器，其特征在于，所述聲表面波諧振器的表面設置了具有選擇性的吸附膜，當諧振器暴露在被檢測環境中，若環境中有被吸附膜吸附的氣體分子，則發生吸附作用，使聲表面波的速度發生變化，從而使諧振器的頻率發生變化，從而使得相應的傳感電路和/或參考電路輸出的頻率信號也發生變化。4.根據權利要求1所述的聲表化學傳感器，其特征在于，所述傳感電路及參考電路與混頻器的鏈路中還均設有一放大器。
【專利摘要】本發明公開了一種聲表化學傳感器，包括：相互連接的混頻器與低通濾波器，以及分別與所述混頻器相連且均包含一聲表面波諧振器的傳感電路及參考電路；其中：所述傳感電路與參考電路輸出的頻率信號經混頻器混頻后，由低通濾波器進行濾波處理，輸出傳感電路與參考電路的差頻信號；根據所述差頻信號的變化從而實現氣體檢測。本發明公開的聲表化學傳感器，具有體積小、重量輕、可靠性高、靈敏度高的優點。
【IPC分類】G01N29/036
【公開號】CN105116051
【申請號】CN201510559845
【發明人】張家旺
【申請人】北京中訊四方科技股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月6日