本發(fā)明涉及聲表面波傳感器領(lǐng)域,尤其涉及一種延遲線型聲表面波傳感器陣列。
背景技術(shù):
目前,聲表面波是在固體半空間表面存在的一種沿表面?zhèn)鞑?、能量集中于表面附近的彈性波?965年r.m.white發(fā)表“一種新型聲表面波聲-電轉(zhuǎn)換器”的論文,在壓電材料表面激勵(lì)聲表面波的金屬叉指換能器idt的發(fā)明,奠定了聲表面波技術(shù)的發(fā)展。壓電材料為各向異性材料,外界物理量影響材料屬性?;诖嗽碜龀傻穆暠砻娌▊鞲衅骺梢詰?yīng)用于測(cè)量多種參數(shù),例如:機(jī)械應(yīng)變、應(yīng)力、微小位移、作用力、溫度等。聲表面波傳感器依據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為諧振器型和延遲線型。
現(xiàn)有的聲表面波傳感器陣列都是由若干諧振器型聲表面波傳感器組成,諧振器型聲表面波傳感器采用頻分多址技術(shù),其存在以下缺陷:
1、系統(tǒng)頻譜利用率低,依據(jù)目前的設(shè)計(jì),單個(gè)諧振器型聲表面波傳感器帶寬約為2mhz,整體系統(tǒng)一般包含六個(gè)以上傳感器。現(xiàn)有諧振器型聲表面波傳感器大多工作在433mhz,整體系統(tǒng)很難滿(mǎn)足現(xiàn)有頻譜劃分標(biāo)準(zhǔn)。
2、諧振器型聲表面波傳感器,由于其自身諧振耦合特性并且必須采用全向天線,導(dǎo)致距離衰減明顯。
3、采用頻分設(shè)計(jì),各傳感器參數(shù)的讀取不能實(shí)現(xiàn)并行處理,采用一次掃頻和諧振頻率輪詢(xún)掃頻模式,數(shù)據(jù)刷新周期長(zhǎng),時(shí)間敏感度低。
4、阻抗會(huì)對(duì)回波產(chǎn)生影響,因此日常維護(hù)所導(dǎo)致的位置遷移也需要校準(zhǔn)。
5、以諧振器型聲表面波傳感器作為傳感器陣列,各傳感器獨(dú)立設(shè)計(jì),需要逐個(gè)標(biāo)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種延遲線型聲表面波傳感器陣列,標(biāo)定簡(jiǎn)單、能夠?qū)崿F(xiàn)并行傳感,時(shí)間敏感度高,具有讀取速率快、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
一種延遲線型聲表面波傳感器陣列,包括:閱讀器和至少兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器;所述閱讀器和每個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器無(wú)線通信連接;每個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器包括:壓電基底;叉指換能器,設(shè)置于所述壓電基底上;反射柵組,設(shè)置于所述壓電基底上,且位于所述叉指換能器的一側(cè);所述反射柵組和所述叉指換能器之間具有第一間距;其中,任意兩個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器中的第一間距不相等;任意兩個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器中的所述壓電基底相同;任意兩個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器中的所述反射柵組相同。
在上述技術(shù)方案中,利用各延遲線型聲表面波傳感器形成延遲線型聲表面波傳感器陣列,微型化設(shè)計(jì),方便安裝、使用,且具有標(biāo)定簡(jiǎn)單,讀取速度快,抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)一步,所述反射柵組包括:至少三條反射柵,每條所述反射柵沿聲表面波的傳播方向設(shè)置于所述壓電基底上。
在上述技術(shù)方案中,反射柵之間的時(shí)延互為參考,以便消除空間環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾。
進(jìn)一步,相鄰兩條所述反射柵之間具有第二間距,任意兩個(gè)第二間距不相等。
在上述技術(shù)方案中,相鄰反射柵不等距的設(shè)計(jì),一方面避免多次反射的相互干擾;同時(shí)借鑒多頻采樣方法,拓展動(dòng)態(tài)范圍。
進(jìn)一步,所述第二間距的最小值由所述閱讀器的時(shí)間分辨率決定。
進(jìn)一步,每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器的反射柵組中,距離所述叉指換能器最近的為第一反射柵,距離所述第一反射柵最近的為第二反射柵,所述第一反射柵和所述第二反射柵之間具有第二子間距;距離所述第一反射柵最遠(yuǎn)的為第三反射柵,所述第一反射柵和所述第三反射柵之間具有第二從間距;當(dāng)所述延遲線型聲表面波傳感器的數(shù)量為雙數(shù)時(shí),兩兩一組;同一組中的兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差小于所述第二子間距;不同組中的任意兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差大于所述第二從間距。
進(jìn)一步,每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器的反射柵組中,距離所述叉指換能器最近的為第一反射柵,距離所述第一反射柵最近的為第二反射柵,所述第一反射柵和所述第二反射柵之間具有第二子間距;距離所述第一反射柵最遠(yuǎn)的為第三反射柵,所述第一反射柵和所述第三反射柵之間具有第二從間距;當(dāng)所述延遲線型聲表面波傳感器的數(shù)量為單數(shù)時(shí),其中一個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器單獨(dú)為一組,其余的所述延遲線型聲表面波傳感器兩兩一組;同一組中的兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差小于所述第二子間距;不同組中的任意兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差大于所述第二從間距。
具體的,以分組的方式來(lái)設(shè)置第一間距,從而使第一間距符合一定規(guī)則,達(dá)到提高延遲線型聲表面波傳感器陣列編碼密度的效果。
進(jìn)一步,所述叉指換能器與每條所述反射柵被設(shè)置于同一聲道。
在上述技術(shù)方案中,同聲道延遲線型聲表面波傳感器組成的延遲線型聲表面波傳感器陣列中反射柵整體回波能量大。
進(jìn)一步,各所述延遲線型聲表面波傳感器為多聲道延遲線型聲表面波傳感器。
在上述技術(shù)方案中,多聲道的設(shè)計(jì)提高了反射柵回波的一致性。
進(jìn)一步,所述叉指換能器包括:第一匯流條,其沿所述聲表面播的傳播方向延伸,所述第一匯流條的一側(cè)垂直設(shè)有多個(gè)第一指部;與所述第一匯流條平行的第二匯流條,所述第二匯流條靠近所述第一匯流條的一側(cè)垂下直設(shè)有與所述第一指部配合的第二指部,所述第二指部與所述第一指部相互交叉。
在上述技術(shù)方案中,本發(fā)明中各延遲線型聲表面波傳感器中只采用了一個(gè)叉指換能器,時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的功能的隔離,大大減小了延遲線型聲表面波傳感器的體積,易于推廣、使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的延遲線型聲表面波傳感器陣列有益效果在于:
實(shí)現(xiàn)了并行傳感(敏感),且讀取速度快。各延遲線型聲表面波傳感器具有相同的反射柵組結(jié)構(gòu),具有標(biāo)定簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。另外,陣列中各延遲線型聲表面波傳感器的反射柵時(shí)延信息互相作為參考,可以有效消除空間環(huán)境的干擾,大大提高了抗干擾能力。
附圖說(shuō)明
下面將以明確易懂的方式,結(jié)合附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施方式,對(duì)一種延遲線型聲表面波傳感器陣列的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明延遲線型聲表面波傳感器陣列一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明延遲線型聲表面波傳感器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是圖1中一個(gè)延遲線型聲表面波傳感器第一間距和第二間距示意圖;
圖4是圖1中另一個(gè)延遲線型聲表面波傳感器第一間距和第二間距示意圖;
圖5是本發(fā)明同聲道延遲線型聲表面波傳感器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明多聲道延遲線型聲表面波傳感器另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明本發(fā)明延遲線型聲表面波傳感器陣列另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
100.閱讀器,201.第一延遲線型聲表面波傳感器,202.第二延遲線型聲表面波傳感器,203.第三延遲線型聲表面波傳感器,204.第四延遲線型聲表面波傳感器,205.第五延遲線型聲表面波傳感器,206.第六延遲線型聲表面波傳感器,21.壓電基底,22.叉指換能器,221.第一匯流條,222.第一指部,223.第二匯流條,224.第二指部,23.第一反射柵,24.第二反射柵,25.第三反射柵,300.基座。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖,并獲得其他的實(shí)施方式。
為使圖面簡(jiǎn)潔,各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分,它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外,以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解,在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件,僅示意性地繪示了其中的一個(gè),或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。在本文中,“一個(gè)”不僅表示“僅此一個(gè)”,也可以表示“多于一個(gè)”的情形。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,如圖1、圖2所示,一種延遲線型聲表面波傳感器陣列,包括:閱讀器100和六個(gè)(可以更多,也可更少,但是至少要有兩個(gè))延遲線型聲表面波傳感器(第一延遲線型聲表面波傳感器201,第二延遲線型聲表面波傳感器202,第三延遲線型聲表面波傳感器203,第四延遲線型聲表面波傳感器204,第五延遲線型聲表面波傳感器205,第六延遲線型聲表面波傳感器206);閱讀器100和每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器無(wú)線通信連接。延遲線型聲表面波傳感器上設(shè)有天線(圖中未示出),天線與叉指換能器電連接。每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器包括:壓電基底21;叉指換能器22,設(shè)置于壓電基底21上;反射柵組(由三條反射柵:第一反射柵23、第二反射柵24和第三反射柵25構(gòu)成),設(shè)置于壓電基底21上,且位于叉指換能器22的一側(cè)(反射柵組和叉指換能器處在壓電基底的同一板面上);反射柵組和叉指換能器之間具有第一間距d;其中,任意兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中的第一間距d不相等;任意兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中的壓電基底相同;任意兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中的反射柵組相同。
具體的,各延遲線型聲表面波傳感器上的第一間距d的值是基于時(shí)分多路復(fù)用規(guī)則而設(shè)置的,從而實(shí)現(xiàn)各延遲線型聲表面波傳感器的(數(shù)據(jù)傳輸?shù)?防碰撞設(shè)計(jì)。第一間距可以理解為延遲線型聲表面波傳感器內(nèi)叉指換能器與反射柵組起始位置的間距/時(shí)延,即距離叉指換能器最近的第一反射柵到叉指換能器的距離。
本發(fā)明是基于延遲線型聲表面波傳感器而設(shè)計(jì)的,由多個(gè)延遲線型聲表面波傳感器構(gòu)成延遲線型聲表面波傳感器陣列。延遲線型聲表面波傳感器,自身帶寬范圍比較寬,且工作于受迫振動(dòng)狀態(tài),波速直觀反映為時(shí)延變化,通過(guò)對(duì)反射柵間時(shí)延的測(cè)量,可以解析出相應(yīng)待測(cè)物理量的值。
本發(fā)明中延遲線型聲表面波傳感器陣列的工作原理如下:叉指換能器將接收的電磁波轉(zhuǎn)化為聲表面波,聲表面波遇到金屬反射柵組(中的反射柵),因阻抗不匹配產(chǎn)生反射,此反射回波則攜帶了反射柵的位置和傳感信息。閱讀器收到叉指換能器反饋的由此反射回波對(duì)應(yīng)的電磁波,可以解析出延遲線型聲表面波傳感器的位置和傳感信息。
每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器通過(guò)自己的天線與閱讀器進(jìn)行信息的交互,因此,本發(fā)明的各延遲線型聲表面波傳感器只需要擺放在閱讀器覆蓋的范圍內(nèi)即可,各延遲線型聲表面波傳感器的方位和距離并不會(huì)互相產(chǎn)生影響。
如圖1所示,各延遲線型聲表面波傳感器可部署在同一基座300,將此基座300布置于閱讀器的覆蓋范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中,各延遲線型聲表面波傳感器也可以分布式部署,只要讓各延遲線型聲表面波傳感器處在閱讀器的覆蓋范圍內(nèi)即可。
在本發(fā)明的延遲線型聲表面波傳感器陣列中,每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器都具有相同的壓電基底(從而方便實(shí)現(xiàn)傳感器陣列中各傳感器的設(shè)計(jì)和傳感標(biāo)定)和反射柵組。
壓電基底,為各向異性材料,外界物理參數(shù)如壓力、溫度等將影響傳播波速的變化,利用傳感器的回波時(shí)延信息實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的傳感。
每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器上的反射柵組的結(jié)構(gòu)相同,即對(duì)應(yīng)位的反射柵電極數(shù)、敷金比、膜厚、聲孔徑完全相同。簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程,實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)和器件的一致性,從而簡(jiǎn)化了對(duì)本發(fā)明中各延遲線型聲表面波傳感器的標(biāo)定工作。由于采用一體化設(shè)計(jì)(相同的壓電基底和反射柵組結(jié)構(gòu)),對(duì)于單個(gè)傳感器的校驗(yàn),可以簡(jiǎn)單推用至全體傳感器陣列中,從而簡(jiǎn)化了標(biāo)定工作。
每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器的區(qū)別在于:1)每個(gè)反射柵組和叉指換能器之間的第一間距d的值不同。各延遲線型聲表面波傳感器內(nèi)反射柵組具有相同結(jié)構(gòu),可以理解為,不同延遲線型聲表面波傳感器的反射柵組,僅在時(shí)延上存在平移效果。2)叉指換能器會(huì)根據(jù)第一間距的值做差異化設(shè)計(jì),以保證各延遲線型聲表面波傳感器之間的回波一致性。
例如:如圖3、圖4所示,以延遲線型聲表面波傳感器陣列中的兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器為例(第一延遲線型聲表面波傳感器201和第二延遲線型聲表面波傳感器202),第一延遲線型聲表面波傳感器201中反射柵組到叉指換能器的第一間距d為d1,第二延遲線型聲表面波傳感器202中反射柵組到叉指換能器的第一間距d為d2,d1不等于d2。
本發(fā)明中各延遲線型聲表面波傳感器采用相同的壓電基底,因此,聲表面波的傳波速度相同,而反射柵組和叉指換能器之間的第一間距不同,使每個(gè)聲表面波在同時(shí)接收到信號(hào)時(shí),其反饋的信息所用的時(shí)間是不同的,從而反映為時(shí)延的不同。各延遲線型聲表面波傳感器的第一間距不同,以便實(shí)現(xiàn)防碰撞設(shè)計(jì),即閱讀器可同時(shí)接收、提取延遲線型聲表面波傳感器陣列的反饋信號(hào),且不會(huì)形成相互干擾,從而快速檢測(cè)與定位到故障點(diǎn)。
本發(fā)明中各延遲線型聲表面波傳感器的第一間距的值符合時(shí)分多路復(fù)用規(guī)則。時(shí)分多路復(fù)用是指,按傳輸信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行分割,使不同的信號(hào)在不同的時(shí)間內(nèi)傳輸,從而使每一時(shí)間分片只有一路信號(hào)存在。
本發(fā)明的延遲線型聲表面波傳感器陣列實(shí)現(xiàn)了并行傳感(敏感),且讀取速度快。類(lèi)比諧振器型聲表面波傳感器陣列,單個(gè)諧振器型聲表面波傳感器的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間在200ms以上,(例如:當(dāng)前公開(kāi)的諧振器型聲表面波傳感器陣列包含6個(gè)及以上諧振器型聲表面波傳感器,一次完整讀取時(shí)間在1.2s以上)。而本發(fā)明公開(kāi)的延遲線型聲表面波傳感器陣列,可在10us內(nèi)同時(shí)完成傳感陣列內(nèi)所有延遲線型聲表面波傳感器的數(shù)據(jù)讀取。
另外,本發(fā)明的延遲線型聲表面波傳感器陣列具有抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),陣列中各延遲線型聲表面波傳感器的反射柵時(shí)延信息互相作為參考,可以有效消除空間環(huán)境的干擾。
最后,聲表面波的波速是電磁波波速的10-5量級(jí),采用單端延遲線設(shè)計(jì),時(shí)延計(jì)算往返路徑,因此本發(fā)明中的延遲線型聲表面波傳感器的體積可折半。
優(yōu)選地,如圖2所示,反射柵組包括:第一反射柵23、第二反射柵24和第三反射柵25(還可以有更多條反射柵,但是反射柵組需要包括至少三條反射柵),每條反射柵沿聲表面波的傳播方向(互相平行)設(shè)置于壓電基底上。
具體的,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,三條及以上反射柵的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了參數(shù)測(cè)量范圍與測(cè)量精度的折中。反射柵間時(shí)延差的計(jì)算可有效消除空間干擾。
優(yōu)選地,在一個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中,相鄰兩條反射柵之間具有第二間距l(xiāng),任意兩個(gè)第二間距l(xiāng)不相等。一個(gè)反射柵組中各反射柵之間的第二間距的值不構(gòu)成等差。
具體的,如圖3所示,以第一延遲線型聲表面波傳感器201為例,其第一反射柵23-1和其第二反射柵24-1之間的第二間距l(xiāng)為l1,其第二反射柵24-1和其第三反射柵25-1之間的第二間距l(xiāng)為l2,l1不等于l2。當(dāng)其有第四反射柵時(shí),其第四反射柵與其第三反射柵25-1之間的第二間距l(xiāng)為l3,l1、l2和l3各不相等,且三者之間也不構(gòu)成等差。
而如上述所說(shuō),每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器具有相同結(jié)構(gòu)的反射柵組結(jié)構(gòu),每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器的區(qū)別僅在于第一間距不同。以第一延遲線型聲表面波傳感器201和第二延遲線型聲表面波傳感器202為例,第二延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-2和第二延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-2之間的第二間距l(xiāng)為l3,第二延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-2和第二延遲線型聲表面波傳感器的第三反射柵25-2之間的第二間距l(xiāng)為l4。
每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器具有相同結(jié)構(gòu)反射柵組具體表現(xiàn)為:第一延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-1和第二延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-2的結(jié)構(gòu)相同;第一延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-1和第二延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-2的結(jié)構(gòu)相同;第一延遲線型聲表面波傳感器的第三反射柵25-1和第二延遲線型聲表面波傳感器的第三反射柵25-2結(jié)構(gòu)相同;l1等于l3,l2等于l4。
另外,同一個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中為了獲得回波一致性,每條反射柵的結(jié)構(gòu)可以存在差異。例如:第一延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-1和第一延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-1的結(jié)構(gòu)(孔徑、敷金比、反射柵寬度、反射柵長(zhǎng)度等)可能不同;第一延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-1和第一延遲線型聲表面波傳感器的第三反射柵25-1結(jié)構(gòu)可能也不同。
相鄰反射柵不等距的設(shè)計(jì)是為了避免多次反射的相互干擾,以保證參數(shù)測(cè)量的精準(zhǔn)性。另外,第二間距的值需要根據(jù)閱讀器的測(cè)量精度、測(cè)量范圍和防碰撞進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地,第二間距的最小值由閱讀器的時(shí)間分辨率確定。
優(yōu)選地,在同一個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中,每條反射柵的長(zhǎng)度不相同。
具體的,反射柵的長(zhǎng)度不等長(zhǎng)可以用于回波一致性的補(bǔ)償。這里不局限反射柵的補(bǔ)償方式。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,如圖5所示,叉指換能器22包括:第一匯流條221,其沿聲表面播的傳播方向延伸,第一匯流條的一側(cè)垂直設(shè)有多個(gè)第一指部222;與第一匯流條221平行的第二匯流條223,第二匯流條靠近第一匯流條的一側(cè)垂直設(shè)有與第一指部配合的第二指部224,第二指部與第一指部相互交叉。
具體的,本發(fā)明中各延遲線型聲表面波傳感器中只采用了一個(gè)叉指換能器,實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的功能。僅采用一個(gè)叉指換能器的設(shè)計(jì)大大減小了延遲線型聲表面波傳感器的體積,易于推廣、使用。
需要注意的是,本發(fā)明中延遲線型聲表面波傳感器陣列中的各延遲線型聲表面波傳感器中的叉指換能器中的第一指部和第二指部的數(shù)量根據(jù)第一間距的值來(lái)確定,例如:第一延遲線型聲表面波傳感器201上的叉指換能器上的第一指部和第二指部分別為25個(gè),第二延遲線型聲表面波傳感器202上的叉指換能器上的第一指部和第二指部分別為30個(gè)等。這種設(shè)計(jì)使各延遲線型聲表面波傳感器之間的回波保持了一致性,保證了延遲線型傳感器陣列數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,除與上述相同的之外,如圖5所示,叉指換能器與每條反射柵被設(shè)置于同一聲道。
具體的,叉指換能器的中心與每條反射柵的中心處于同一軸線。同聲道延遲線型聲表面波傳感器組成的延遲線型聲表面波傳感器陣列中反射柵整體回波能量大。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,除與上述相同的之外,如圖6所示,各所述延遲線型聲表面波傳感器為多聲道延遲線型聲表面波傳感器。
具體的,多聲道的設(shè)計(jì)提高了反射柵回波的一致性。同聲道或多聲道延遲線型聲表面波傳感器陣列,可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合選用,以滿(mǎn)足不同的需求,提高參數(shù)的精準(zhǔn)性。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,除與上述相同的之外,還可以如圖7所示的方式設(shè)置各延遲線型聲表面波傳感器上第一間距的值。
每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器的反射柵組中,距離所述叉指換能器最近的為第一反射柵,距離所述第一反射柵最近的為第二反射柵,所述第一反射柵和所述第二反射柵之間具有第二子間距;距離所述第一反射柵最遠(yuǎn)的為第三反射柵,所述第一反射柵和所述第三反射柵之間具有第二從間距。即,第二間距包括:第二子間距和第二從間距。
當(dāng)所述延遲線型聲表面波傳感器的數(shù)量為雙數(shù)時(shí),兩兩一組;同一組中的兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差小于所述第二子間距;不同組中的任意兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差大于所述第二從間距。
具體的,第二延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-2和第二延遲線型聲表面波傳感器的第二反射柵24-2之間的第二子間距為l3,第二延遲線型聲表面波傳感器的第三反射柵25-2和第二延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-2的第二從間距為l3+l4;第二延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-2到其叉指換能器的第一間距為d2。第一延遲線型聲表面波傳感器的第一反射柵23-1到其叉指換能器的第一間距為d1。
那么,以第一延遲線型聲表面波傳感器201和第二延遲線型聲表面波傳感器202為同組的延遲線形聲表面波傳感器為例,d2和d1之差的絕對(duì)值小于l3。
若第一延遲線型聲表面波傳感器201和第二延遲線型聲表面波傳感器202為不同組的延遲線形聲表面波傳感器,則d2和d1之差的絕對(duì)值大于l3+l4。
需要注意的是,上述的反射柵組僅由三條反射柵構(gòu)成,因此,第二從間距的才是l3+l4,若是由四條、五條或更多條,以實(shí)際第一反射柵(離叉指換能器最近的一條反射柵)和第三反射柵(離第一反射柵最遠(yuǎn)的一條反射柵)之間的實(shí)際間距為準(zhǔn)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,除與上述相同的之外,當(dāng)所述延遲線型聲表面波傳感器的數(shù)量為單數(shù)時(shí),其中一個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器單獨(dú)為一組,其余的所述延遲線型聲表面波傳感器兩兩一組;同一組中的兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差小于所述第二子間距;不同組中的任意兩個(gè)所述延遲線形聲表面波傳感器的第一間距之差大于所述第二從間距。
需要注意的是,除了以?xún)蓚€(gè)延遲線形聲表面波傳感器為一組外,還可以以三個(gè)、四個(gè)等延遲線型聲表面波傳感器為一組,分別設(shè)置各延遲線型聲表面波傳感器的第一間距值,以獲得較高的編碼密度。
例如:有多個(gè)延遲線型聲表面波傳感器(sensor1、sensor2……sensorn),叉指換能器idt作為反射柵回波時(shí)延計(jì)算的起點(diǎn)和終點(diǎn)。為表現(xiàn)直觀性,圖示中所有延遲線型聲表面波傳感器的idt中心對(duì)齊。延遲線型聲表面波傳感器sensor1和延遲線型聲表面波傳感器sensor2為第一組,它們的反射柵,在時(shí)間/空間上呈現(xiàn)交錯(cuò)排布,同理為延遲線型聲表面波傳感器sensor3和延遲線型聲表面波傳感器sensor4(sensor3和sensor4為第二組);第一組中反射柵組與第二組反射柵組在時(shí)間上呈先后關(guān)系,兩者無(wú)交錯(cuò)。以此類(lèi)推。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,一種延遲線型聲表面波傳感器陣列,包括:閱讀器100和至少兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器;閱讀器100和每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器無(wú)線通信連接;每個(gè)延遲線型聲表面波傳感器包括:壓電基底21;叉指換能器22,設(shè)置于壓電基底上;反射柵組,設(shè)置于壓電基底21上,且位于叉指換能器22的一側(cè)(反射柵組和叉指換能器處在壓電基底的同一板面上);反射柵組和叉指換能器22之間具有第一間距d;其中,任意兩個(gè)延遲線型聲表面波傳感器中的第一間距d不相等;任意兩個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器中的所述壓電基底相同;任意兩個(gè)所述延遲線型聲表面波傳感器中的所述反射柵組相同。反射柵組包括:至少三條反射柵,每條反射柵沿聲表面波的傳播方向設(shè)置于壓電基底上;相鄰兩條反射柵之間具有第二間距,任意兩個(gè)第二間距不相等;第二間距的最小值由閱讀器的時(shí)間分辨率決定。叉指換能器22包括:第一匯流條221,其沿聲表面播的傳播方向延伸,第一匯流條的一側(cè)垂直設(shè)有多個(gè)第一指部222;與第一匯流條平行的第二匯流條223,第二匯流條靠近第一匯流條的一側(cè)垂直設(shè)有與第一指部配合的第二指部224,第二指部與第一指部相互交叉。
具體的,本發(fā)明中的延遲線型聲表面波傳感器陣列中各延遲線型傳感器屬于微型化設(shè)計(jì),方便安裝、使用,且具有標(biāo)定簡(jiǎn)單,讀取速度快,抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是,上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。