Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Surface acoustic waves application for gas leakage detection

100%

Pasternak M. , Jasek K. , Grabka M.

|

tom Vol. 21, No. 1

35--39

EN

Surface Acoustic Waves (SAW) are by their nature very sensitive to changes in physical propagation conditions. This statement relates primarily to the properties of the substrate, i.e. the surface on which these waves propagate, but under certain conditions it also refers to the parameters of the gaseous environment directly in contact with the substrate. The influence of this environment on SAW parameters can be used to detect specific gases that are present in this environment and change its density. The basic research problem was to determine the dependence of the resonant frequency and attenuation of waves in a resonator with SAW on the parameters and concentrations of specific gases in the gaseous environment in which the resonator works. The secondary objective was to determine whether this dependence is strong enough to be used for the construction of sensors and whether it is possible to identify gases present in the environment based on such measurements. Two-port resonators from SAW and measuring stand of our own design were used for the research. The analyses conducted and laboratory measurements confirmed the existence of the abovedescribed dependence. It was found that it increases with the increase of the difference between the molar mass of the gas being tested and the average molecular mass of the gaseous environment. This fact makes the proposed method suitable for detection of gases of relatively low or high molar masses. In air it is possible to detect hydrogen, helium, krypton, xenon and vapour of volatile compounds with sufficiently high molar masses.

PL

Akustyczne fale powierzchniowe (AFP) są ze swej natury bardzo czułe na zmiany fizycznych warunków propagacji. Stwierdzenie to dotyczy przede wszystkim własności ich podłoża tj. powierzchni, po której te fale się propagują, jednak w pewnych warunkach odnosi się ono także do parametrów otoczenia gazowego bezpośrednio stykającego się z tym podłożem. Wpływ tego otoczenia na parametry AFP można wykorzystać do detekcji specyficznych gazów znajdujących się w tymże otoczeniu i zmieniających jego gęstość. Podstawowym problemem badawczym było określenie zależności częstotliwości rezonansowej i tłumienia fal w rezonatorze z AFP od parametrów i stężeń określonych gazów znajdujących się w otoczeniu gazowym, w którym tenże rezonator pracuje. Ustalono też czy zależność ta jest dostatecznie silna aby dało ją się wykorzystać do budowy czujników oraz czy możliwa jest na podstawie takich pomiarów identyfikacja gazów obecnych w otoczeniu. Do badań wykorzystano dwuportowe rezonatory z AFP oraz własnej konstrukcji stanowisko pomiarowe. Stwierdzono, że wymieniona zależność rośnie w miarę wzrostu różnicy masy molowej oznaczanego gazu od przeciętnej masy cząsteczkowej otoczenia gazowego. Fakt ten powoduje, że proponowana metoda nadaje się w do detekcji gazów o stosunkowo niskich lub wysokich masach molowych. W powietrzu można w ten sposób wykrywać wodór, hel, krypton, ksenon oraz pary lotnych związków o odpowiednio wysokiej masie molowej.

2

Badania nad możliwością zastosowań kryształu niobianu litu w czujnikach temperatury z akustyczną falą powierzchniową

100%

Brzozowski E.

|

tom Vol. 47, nr 9

62-64

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów właściwości akustycznych fal powierzchniowych (AFP) w niobianie litu o orientacjach 128°YX i YZ w zakresie temperatur 20...500°C. Stwierdzono, że kryształ niobianu litu o orientacji 128°YX jest znacznie lepszy w porównaniu do kryształu orientacji YZ zarówno pod względem liniowości zmian częstotliwości jak i ze względu na małe zmiany tłumienia wtrącenia, i może znaleźć zastosowanie w czujnikach temperatury.

EN

Results of measurements of surface acoustic waves (SAW) properties in lithium niobate crystal for 128°YX and YZ orientations, in a temperature range from 20°C to 500°C, are presenyted. It was found that 128°YX orientations is much more interesting for applications in temperature sensors since it exhibits better linearity and lower insertion loss variation compared to the YZ orientation.

3

Projekt czujnika przyśpieszenia z akustyczną falą powierzchniową do zastosowań w telemetrii błotnej

100%

Filipiak J.

|

tom R. 93, nr 12

91--94

PL

W pracy przedstawiono projekt czujnika przyśpieszenia z akustyczną falą powierzchniową do pracy w impulsowej telemetrii błotnej (ITB). Omówiono sposób wyboru częstotliwości własnej czujnika dla określonej szybkości przekazywania informacji w ITB. Przedstawiono projekt czujnika dla wybranej częstotliwości własnej. Obliczono podstawowe parametry czujnika. Porównano je z parametrami eksperymentalnie wykonanego czujnika.

EN

The paper presents the design of surface acoustic wave acceleration sensor for mud pulse telemetry (MPT). It discusses how to select the sensor's own frequency for a given MPT transfer rate. The sensor design for the selected frequency was presented. The basic parameters of the sensor were calculated. They were compared with the parameters of the sensor`s prototype.

4

O pewnej metodzie wyznaczania czułości sensora gazuz AFP pracującego z akustycznie grubą warstwą chemioczułego polimeru

100%

Pasternak M.

|

tom Vol. 55, nr 1

113-123

PL

Opublikowane dotąd analizy czułości detektorów gazu z akustyczną falą powierzchniową (AFP) zakładają, że warstwa chemoczułego polimeru leżąca na powierzchni detektora jest akustycznie cienka, tzn. charakteryzuje się grubością znacznie mniejszą od długości sondującej ją fali akustycznej [1]. Takie założenie umożliwia bowiem przyjęcie dogodnych uproszczeń rachunkowych i jest uzasadnione przy stosunkowo niskich częstotliwościach pracy detektorów z AFP, kiedy to długość fali jest rzędu kilkunastu lub nawet kilkudziesięciu um. Przestaje ono jednak obowiązywać, jeśli częstotliwość pracy czujnika ulegnie radykalnemu zwiększeniu (uzasadnionemu potrzebą poprawy czułości). Już bowiem przy częstotliwościach rzędu setek MHz AFP charakteryzują się długościami rzędu pojedynczych um. Oznacza to, że konieczne jest opracowanie technik nakładania cieńszych warstw bądź rozszerzenie istniejących analiz na przypadek warstw akustycznie grubych. Niniejsza praca prezentuje pewien sposób takiego rozszerzenia.

EN

In most of surface acoustic waves (SAW) sensors mass sensitivity analyses an acoustically thin chemisensitive layer deposited at the SAW substrate is assumed. Generally, the assumption mentioned above is physically justified for the sensors working in low frequency range where the acoustic waves are long enough. For high frequency range of SAW sensors (an order of GHz) such simplification may be not valid because the wavelength is then very short (um). For this reason, it is necessary to improve the layer deposition technology or extend the existing analyses. In the paper, an approach to such extension has been described. As a result, the mass sensitivity formula for SAW sensors with acoustically thick layers has been obtained. The formula derived in the paper confirms that mass sensitivity increases as a function of frequency.

5

Zastosowanie podzespołów z akustyczną falą powierzchniową do przetwarzania sygnałów

84%

Kawalec A.

|

tom Vol. 55, nr 1

91-111

PL

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.