無源感測器

在多次國家自然科學基金連續資助下，研究空間大範圍分佈無源陣列感測器及無源無線陣列感測器，拓展壓電特性和元件在現代檢測技術中的應用。聲表面波(SAW)器件是優良的感測載體和無源器件。SAW器件的工作頻率範圍為10~105MHZ，可直接耦合射頻電磁波。基於此特性，用SAW器件實現無線感測：非接觸提供感測能量和非接觸讀取感測輸出。這樣的感測器具有無電源和信號連線，無源，體積小，抗干擾能力強的優點，適合複雜環境下應用。如運動部件，不可接觸對象的檢測。採用不同結構或參數的SAW感測器，具有不同的射頻激勵選通條件，只響應相應的無線查詢信號。用多個不同選通條件的SAW無源無線感測器，可構成無源無線陣列感測器。陣列中的感測元可以任意分佈。這是採用具有頻率選擇特性的SAW諧振器研製的無源無線溫度感測器。通過對射頻查詢的回波信號進行全數字信號處理，得到溫度感測信息。用獨立的壓電元件和無源元件，構成可以任意分佈的感測陣列。由於壓電特性，該陣列直接把被測對象的力學量變化轉換成電信號，實現分佈感測，而不需要用電源向陣列提供感測能量。陣列採用獨特的網路構造和信號控制方式，大大減少了常規感測器在空間分佈應用時的連線。陣列感測信號可定址讀出，也可掃描輸出。壓電無源分散式陣列感測器特別適合於空間大範圍分佈（數十米至數百米）、不規則、宏大工程結構的實時無功耗或極低功耗、長時間不間斷監測。壓電無源陣列感測器已應用於橋樑等工程結構的健康安全監測。