本實(shí)用新型涉及傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于聲表面波延遲線(xiàn)的分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

聲表面波延遲線(xiàn)原理上由制作在壓電基片上的兩個(gè)叉指換能器組成，輸入換能器將輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)變成聲信號(hào)，在基片表面?zhèn)鞑ヒ欢尉嚯x后，由輸出換能器將聲信號(hào)還原成電信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的延遲，時(shí)延的大小取決于兩個(gè)叉指換能器的中心距離和聲表面波的波速。

聲表面波延遲線(xiàn)結(jié)合反饋放大器和移相匹配電路可以構(gòu)成聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器，只要放大器增益足以補(bǔ)償延遲線(xiàn)及外圍電路的損耗，并且滿(mǎn)足一定的相位條件，就能產(chǎn)生固定頻率的振蕩。

當(dāng)壓電基片受到外界作用力的作用時(shí)，基片材料的彈性常數(shù)、密度等，以及叉指換能器結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)都發(fā)生變化，最終導(dǎo)致聲表面波延遲線(xiàn)的時(shí)延特性或聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的振蕩特性發(fā)生變化，依據(jù)壓電基片所受到的作用力與由此產(chǎn)生的聲表面波延遲線(xiàn)的時(shí)延或聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的振蕩信號(hào)頻率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以通過(guò)測(cè)量聲表面波延遲線(xiàn)的時(shí)延或聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的振蕩頻率確定其所受外界作用力的大小。

在一個(gè)分布式壓力系統(tǒng)，可以通過(guò)檢測(cè)多個(gè)作為敏感元件的聲表面波延遲線(xiàn)的時(shí)延或聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的振蕩頻率的分布，分析該分布式系統(tǒng)中壓力的分布和變化情況。

現(xiàn)有基于聲表面波延遲線(xiàn)的傳感應(yīng)用大多為單個(gè)器件的獨(dú)立運(yùn)用，不適合對(duì)分布式壓力系統(tǒng)中壓力的分布及變化狀態(tài)進(jìn)行感測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種聲表面波延遲線(xiàn)型分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種聲表面波延遲線(xiàn)型分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括聲表面波延遲線(xiàn)、數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)、單元碼譯碼電路，單元碼譯碼電路上設(shè)有單元碼輸入端、譯碼輸出端；所述聲表面波延遲線(xiàn)與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元，聲表面波延遲線(xiàn)用作壓力感應(yīng)元件；或聲表面波延遲線(xiàn)作為穩(wěn)頻元件的聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元，聲表面波延遲線(xiàn)作為壓力感應(yīng)元件，聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器包括聲表面波延遲線(xiàn)、反饋放大電路、移相匹配電路，聲表面波延遲線(xiàn)、反饋放大電路、移相匹配電路經(jīng)高頻信號(hào)線(xiàn)連接； 若干個(gè)壓力感測(cè)單元并聯(lián)相接，且各個(gè)壓力感測(cè)單元的高頻信號(hào)輸入端匯集至高頻信號(hào)輸入端口，外接高頻信號(hào)源，各個(gè)壓力感測(cè)單元的高頻信號(hào)輸出端匯集至高頻信號(hào)輸出端口，外接示波器，或者外接頻率計(jì)，各個(gè)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)的選通端接至單元碼譯碼電路的譯碼輸出端。

所述單元碼譯碼電路的譯碼輸出端通過(guò)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)選通線(xiàn)與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)的選通端相連。

各個(gè)壓力感測(cè)單元所包含的聲表面波延遲線(xiàn)的標(biāo)稱(chēng)時(shí)延特性一致，相應(yīng)的聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的標(biāo)稱(chēng)頻率特性一致。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、使用容易，通過(guò)本實(shí)用新型，包括聲表面波延遲線(xiàn)、數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)、單元碼譯碼電路；聲表面波延遲線(xiàn)和數(shù)字選通高頻開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元，其中聲表面波延遲線(xiàn)用作壓力感應(yīng)元件；若干個(gè)壓力感測(cè)單元并聯(lián)相接，其輸入端匯集至高頻信號(hào)輸入端，外接高頻信號(hào)源，其輸出端匯集至高頻信號(hào)輸出端，外接示波器，各個(gè)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)的選通端接至單元碼譯碼電路的譯碼輸出端； 在待感測(cè)的分布式壓力系統(tǒng)中選定若干個(gè)感測(cè)點(diǎn)，設(shè)置壓力感測(cè)單元，所述感測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)目由所感測(cè)的分布式壓力系統(tǒng)的特點(diǎn)和感測(cè)要求而定；各個(gè)壓力感測(cè)單元的數(shù)字編碼經(jīng)單元碼譯碼電路譯碼，選通對(duì)應(yīng)的數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)，由此選通對(duì)應(yīng)的壓力感測(cè)單元；由高頻信號(hào)源對(duì)被選通的包含聲表面波延遲線(xiàn)的壓力感測(cè)單元施加適當(dāng)頻率的高頻信號(hào)，由示波器檢測(cè)壓力感測(cè)單元輸出高頻信號(hào)相對(duì)于輸入高頻信號(hào)的時(shí)延，根據(jù)各個(gè)壓力感測(cè)單元實(shí)測(cè)時(shí)延值，確定所感測(cè)分布式壓力系統(tǒng)中各個(gè)感測(cè)點(diǎn)的壓力值，分析其分布和變化情況；或者：一種聲表面波延遲線(xiàn)型分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)，包括聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器，數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)、單元碼譯碼電路；聲表面波延遲線(xiàn)與反饋放大電路、移相匹配電路等組成聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器，其中聲表面波延遲線(xiàn)用作振蕩元件；聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元，其中聲表面波延遲線(xiàn)同時(shí)用作壓力感應(yīng)元件； 在待感測(cè)分布式參量系統(tǒng)中選定若干個(gè)感測(cè)點(diǎn)，設(shè)置壓力感測(cè)單元，所述感測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)目由所感測(cè)的分布式壓力系統(tǒng)的特點(diǎn)和感測(cè)要求而定；并聯(lián)連接各個(gè)壓力感測(cè)單元，各個(gè)壓力感測(cè)單元的輸入端匯集為高頻信號(hào)輸入端口，外接高頻信號(hào)源，輸出端匯集為高頻信號(hào)輸出端口，外接頻率計(jì)；各個(gè)感測(cè)單元的數(shù)字編碼經(jīng)單元碼譯碼電路譯碼，選通對(duì)應(yīng)的數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)，由此選通對(duì)應(yīng)的壓力感測(cè)單元；由高頻信號(hào)源對(duì)被選通的包含聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的壓力感測(cè)單元施加適當(dāng)頻率的高頻信號(hào)，由頻率計(jì)檢測(cè)感測(cè)單元輸出高頻信號(hào)的頻率，根據(jù)各個(gè)壓力感測(cè)單元實(shí)測(cè)頻率值，確定所感測(cè)分布式壓力系統(tǒng)中各個(gè)感測(cè)點(diǎn)的壓力值及其分布情況；各個(gè)壓力感測(cè)單元中所包含的聲表面波延遲線(xiàn)的標(biāo)稱(chēng)延遲特性一致，相應(yīng)的聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的標(biāo)稱(chēng)頻率特性一致。

簡(jiǎn)言之，本實(shí)用新型的一種聲表面波延遲線(xiàn)型分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)，在分布式壓力系統(tǒng)中設(shè)置若干基于聲表面波延遲線(xiàn)的壓力感測(cè)單元，利用單元碼譯碼電路和數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)逐一選通各個(gè)壓力感測(cè)單元，測(cè)量各個(gè)壓力感測(cè)單元輸出信號(hào)的時(shí)延特性或振蕩特性，分析所感測(cè)的分布式系統(tǒng)中壓力的分布狀態(tài)及變化規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式壓力系統(tǒng)中壓力分布進(jìn)行測(cè)量與分析。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)在分布式壓力系統(tǒng)中設(shè)置若干基于聲表面波延遲線(xiàn)的壓力感測(cè)單元，利用單元碼譯碼電路和數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)逐一選通各個(gè)壓力感測(cè)單元，測(cè)量各個(gè)壓力感測(cè)單元輸出信號(hào)的時(shí)延特性或振蕩特性，分析所感測(cè)的分布式系統(tǒng)中壓力的分布狀態(tài)及變化規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式壓力系統(tǒng)中分布?jí)毫M(jìn)行測(cè)量與分析。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的采用聲表面波延遲線(xiàn)作為敏感元件的壓力感測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的采用聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器作為敏感元件的壓力感測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1 壓力感測(cè)單元、2高頻信號(hào)輸入端口、3高頻信號(hào)輸出端口、4高頻信號(hào)線(xiàn)、5 單元碼譯碼電路、11 聲表面波延遲線(xiàn)、12 數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)、13 反饋放大電路、14 移相匹配電路、21 高頻信號(hào)輸入端、31 高頻信號(hào)輸出端、51單元碼輸入端、52譯碼輸出端、121 數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)選通線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

具體實(shí)施例：

一種聲表面波延遲線(xiàn)型分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)，包括聲表面波延遲線(xiàn)11、數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12、單元碼譯碼電路5，在單元碼譯碼電路5上設(shè)置單元碼輸入端51、譯碼輸出端52；聲表面波延遲線(xiàn)11與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元1，聲表面波延遲線(xiàn)11用作壓力感應(yīng)元件；或者聲表面波延遲線(xiàn)11作為穩(wěn)頻元件的聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元1，聲表面波延遲線(xiàn)1作為壓力感應(yīng)元件，聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器包括聲表面波延遲線(xiàn)11、反饋放大電路13、移相匹配電路14，聲表面波延遲線(xiàn)11、反饋放大電路13、移相匹配電路14經(jīng)高頻信號(hào)線(xiàn)4連接； 將若干個(gè)壓力感測(cè)單元1并聯(lián)相接，且各個(gè)壓力感測(cè)單元1的高頻信號(hào)輸入端21匯集至高頻信號(hào)輸入端口2，外接高頻信號(hào)源，各個(gè)壓力感測(cè)單元1的高頻信號(hào)輸出端31匯集至高頻信號(hào)輸出端口3，外接示波器，或者外接頻率計(jì)，各個(gè)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12的選通端接至單元碼譯碼電路5的譯碼輸出端52。

所述單元碼譯碼電路5的譯碼輸出端52通過(guò)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)選通線(xiàn)121與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12的選通端相連。

各個(gè)壓力感測(cè)單元1所包含的聲表面波延遲線(xiàn)11的標(biāo)稱(chēng)時(shí)延特性一致，相應(yīng)的聲表面波延遲線(xiàn)型振蕩器的標(biāo)稱(chēng)頻率特性一致。

如圖1、圖2和圖3所示的一種基于聲表面波延遲線(xiàn)的分布式壓力感測(cè)結(jié)構(gòu)，其具體實(shí)施步驟為：

（1）采用聲表面波延遲線(xiàn)11與數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12串聯(lián)構(gòu)成壓力感測(cè)單元1；

（2）所用聲表面波延遲線(xiàn)11采用制作在溫度特性較好的ST石英單晶片上的雙叉指換能器結(jié)構(gòu)，在輸入換能器和輸出換能器之間傳輸區(qū)的基片背面制作空腔作為壓力敏感結(jié)構(gòu)；

（4）在待感測(cè)分布式參量系統(tǒng)中選定若干個(gè)感測(cè)點(diǎn)，設(shè)置壓力感測(cè)單元11，所述感測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)目由所感測(cè)的分布式參量系統(tǒng)的特點(diǎn)和感測(cè)要求而定；

（5）并聯(lián)連接各個(gè)壓力感測(cè)單元11，各個(gè)壓力感測(cè)單元11的輸入端匯集為高頻信號(hào)輸入端口，外接高頻信號(hào)源，輸出端匯集為高頻信號(hào)輸出端口，外接數(shù)字高頻示波器；

（6）通過(guò)數(shù)字電平選通高頻開(kāi)關(guān)12逐一選通各個(gè)壓力感測(cè)單元1；

（7）用高頻信號(hào)源從高頻信號(hào)輸入端口向所選通的壓力感測(cè)單元施加適當(dāng)?shù)母哳l信號(hào)；

（8）用數(shù)字高頻示波器從高頻信號(hào)輸出端口測(cè)量經(jīng)所選通壓力感測(cè)單元中聲表面波延遲線(xiàn)后輸出高頻信號(hào)相對(duì)于輸入高頻信號(hào)的時(shí)延；

（9）由測(cè)量所得高頻信號(hào)時(shí)延分析所感測(cè)的分布式壓力系統(tǒng)中各個(gè)感測(cè)點(diǎn)的壓力值及其分布和變化情況；

（3）進(jìn)一步地，為了減小溫度變化引起的附加時(shí)延，采用雙敏感結(jié)構(gòu)，即在同一基片表面制作相同結(jié)構(gòu)的另一個(gè)聲表面波延遲線(xiàn)11，其輸入換能器和輸出換能器之間傳輸區(qū)的基片背面不制作空腔結(jié)構(gòu)，其時(shí)延作為溫度變化的附加因素予以抵除。

熟知本領(lǐng)域的人士將理解，雖然這里為了便于解釋已描述了具體實(shí)施例，但是可在不背離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下做出各種改變。因此，除了所附權(quán)利要求之外，不能用于限制本實(shí)用新型。