声表面波传感器及其应用

声表面波（SAW）器件由压电材料、叉指换能器（IDT）和振荡

电路构成。SAW 器件已经广泛地应用于通信、雷达、电子对抗、广播

电视等民用和军用领域中。

由 SAW 器件可以构成的多种传感器，其原理是器件周围物理量、

化学量和生物量的变化引起 SAW 器件振荡频率的偏移，通过检测频率的变化来监测加速度、温度、湿度、压力、剪切、弯曲等参量。

SAW 传感器具有独特的优点。与常用的半导体气敏传感器相比，

它不受温度影响，灵敏度高，稳定性好；设计结构灵活，对电、热、

力、声、光、化学及生物等多种因素敏感；采用 SAW 技术其输出信

号为振荡器频率的变化，无需经过 A/D 转换，易于与计算机接口；抗

干扰能力强，灵敏度高，检测范围线性度好，测量重复性好，适合远

距离传输和实现遥测遥控。其采用集成电路中的平面工艺制作，可实

现集成化、智能化，使得 SAW 传感器体积小、重量轻，携带方便。

更重要的是，SAW 传感器件的成本低，能够进行大批量生产，更符

合产业化要求。

SAW 化学传感器是继半导体传感器和光纤传感器之后的新秀。

SAW 化学传感器依据不同的基底材料、不同化学薄膜可以检测 SO2、

H2、NH3、H2S、NO2、丙酮、甲醇、水蒸气、等多种化学成分。因此

可广泛用于大气环境监测、化工过程控制、汽车排放尾气控制、毒品

检测、临床分析等领域。这种传感器还可以检测破坏人体神经、血液

的毒气，包括 Sarin（沙林）、Soman（梭曼）、VX、Mustard（芥子气）、

Nitrogen Mustard（氮芥）、Hydrogen Cyanide（氰化氢）、Cyanogen

Chloride (氯化氰)、Lewisite（刘易士毒气）、有机磷、有机硫等化学战

剂。化学战剂检测问题受到各国高度重视。化学战剂的检测设备种类

繁多，声表面波化学传感器具有独特的优点，更符合实战要求。