Detection and identification of toxic environmental gases have assumed paramount importance precisely in the defense, industrial and civilian security sector. Numerous methods have been developed for the sensing of toxic gases in the environment ever since surface acoustic wave (SAW) technology came into existence. Such SAW sensors called electronic nose (E-Nose) sensor use the frequency response of a delay line/resonator. SAW device is focused and given importance. The selective coating between input and output interdigital transducers (IDTs) in the SAW device is responsible for corresponding changes in operating frequency of the device for a specific gas/vapour absorbed from the environment. A suitable combination of well-designed SAW delay lines with selective coatings not only help to improve sensor sensitivity and selectivity but also leads to the minimization of false frequency alarms in the E-Nose sensor. This article presents a comprehensive review of design, development, simulation and modelling of a SAW sensor for potential sensing of toxic environmental gases.
Surface Acoustic Wave (SAW) devices like delay lines, filters, resonators etc., are nowadays extensively used as principal solid state components in many electronic applications and chemical vapour sensors. To bring out the best from these SAW devices, computational design and modelling are resorted too. The present paper proposes the modelling of 400 MHz ST-X Quartz based SAW delay line, by three models namely, Impulse Response Model (IRM), Crossed-field Equivalent Circuit Model (ECM) and Coupling-of-Modes (COM) model. MATLAB® is employed as a computational tool to model the experimental output of the SAW device. A comparative discussion of the modelled device results is also provided.
W pracy przedstawiono wybrane zastosowania podzespołów z akustyczną falą powierzchniową dla przetwarzania sygnałów. W rozważaniach opierających się na teorii widmowej uwzględniono współczynnik metalizacji elektrod, wpływający na zmianę prędkości fali powierzchniowej dla elektrod zwartych i rozwartych elektrycznie oraz na efektywność wzbudzania fali dla wyższych overtonow. W teorii widmowej uwzględniono pełną zespoloną efektywną przenikalność powierzchniową, której część urojona opisuje wzbudzanie akustycznych fal objętościowych przez przetwornik międzypalczasty. Podano przykład realizacji eksperymentalnej filtru, którego zniekształcenia charakterystyki częstotliwościowej odpowiadąjąurojonej części efektywnej przenikalności powierzchniowej. Uwzględniając wyniki otrzymane z analizy teoretycznej, dokonano syntezy linii dyspersyjnej oraz zaprezentowano charakterystyki eksperymentalne tych linii na podłożu kwarcowym, stosowane dla przetwarzania radiolokacyjnych sygnałów złożonych. Praca zawiera również analizę generatorów bazujących na linii opóźniającej z akustyczną falą powierzchniową dla potrzeb pomiarowych wielkości fizycznych, takich jak siła i przyspieszenie. Przedstawiono występujące problemy technologiczne i wyniki badań generatora z linią opóźniającą, zawierającą dwa współpracujące przetworniki międzypalczaste, oraz wyniki badań praktycznie wykonanego czujnika siły w technologii akustycznej fali powierzchniowej.
EN
Applications of some devices, based on surface acoustic wave (SAW), for the signal processing are shown in this paper. Based on spectrum analysis, the coefficient of electrodes metallization was taken into account. The analysis of the effective surface permittivity which characterizes the piezoelectric material features is presented. Its imaginary part shows excitation of bulk acoustic waves by the interdigital transducer. The influence of a bulk acoustic waves on frequency characteristics for experimental realization of the SAW filter is presented. Taking into account the results of theoretical analysis, a synthesis of dispersion line was executed. The experimental characteristics of these lines on quartz substrate were presented in this paper. These lines are applied to the radar complex signal processing. The paper contains also the analysis of generators based on delay line with surface acoustic wave, which are used to measure some physical quantity such as: force and acceleration. Some technological problems and results of investigations of generator with a delay line (based on two co-operating interdigital transducer) were shown in this article. Some results of investigations and practically executed the sensor of force in SAW technology are presented here.
Zasada działania czujników z akustyczną falą powierzchniową oparta jest na pomiarze zmian opóźnienia akustycznej fali powierzchniowej. W pracy przedstawiono możliwości pomiaru zmian opóźnienia AFP przy użyciu generatora z akustyczną falą powierzchniową. Praca zawiera wyniki eksperymentalne otrzymane podczas pomiaru małych drgań przy użyciu wysokoczułego czujnika drgań z AFP.
EN
Principle of the operation the SAW sensors is based on measurement of changes time delay of surface acoustic wave. In the paper are shown possibilities measuring mentioned quantity using SAW generator. The paper consist of experimental results obtained during measurement small vibrations using high sensitivity sensor of vibrations based on surface acoustic waves.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.