一种声表面波谐振器型分布式温度感测结构的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种声表面波谐振器型分布式温度感测结构。

背景技术：

声表面波谐振器由制作在压电基片上的两个反射栅阵列构成谐振腔，置于谐振腔内适当位置的叉指换能器所激发的声表面波在两个反射栅之间来回反射、叠加而发生谐振，谐振频率决定于叉指换能器及反射栅阵列的结构参数以及声表面波波速。

当压电基片的环境温度发生变化时，由于热应力应变的作用，基片材料的弹性系数、密度等，以及叉指换能器的几何结构参数发生变化，导致声表面波谐振器的的谐振特性发生变化，依据声表面波谐振器的谐振频率与温度的相关关系，可以通过测量声表面波谐振器的谐振频率及其变化来确定其所在位置处的温度。

采用声表面波谐振器作为稳频元件，可以结合放大电路、移相网络等构成声表面波谐振器型振荡器，振荡器输出的振荡信号的频率反映所在位置处温度状况，可以通过测量声表面波谐振器型振荡器振荡频率及其变化，确定和分析其所在位置处的温度及其变化情况。

现有基于声表面波谐振器以及声表面波谐振器型振荡器的传感应用大多为单个器件的独立运用，不适合对分布式温度系统中温度的分布状况及变化情况进行感测和分析。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于声表面波谐振器的分布式参量传感结构。

本实用新型的目的是这样实现的，一种声表面波谐振器型分布式温度感测结构, 其特征在于：包括设置于待感测分布式温度系统中的若干个温度感测单元和单元码译码电路，单元码译码电路上设有单元码输入端、译码输出端，所述温度感测单元包括串联的声表面波谐振器型振荡器和电平选通高频开关，所述声表面波谐振器型振荡器包括声表面波谐振器、反馈放大电路、移相匹配电路、高频信号线，声表面波谐振器、反馈放大电路、移相匹配电路经高频信号线连接，采用声表面波谐振器作为温度感应元件和振荡器稳频元件；各个温度感测单元并联相接，各个温度感测单元的高频振荡信号输出端汇集为高频振荡信号输出端口，外接频率计，且各个温度感测单元的靠近高频振荡信号输出端一端的高频信号线上设有电平选通高频开关，各个电平选通高频开关的选通端接至数字译码电路的译码电路输出端。

所述各个温度感测单元中所包含的声表面波谐振器的标称谐振频率一致。

所述电平选通高频开关的选通端至单元码译码电路的译码输出端之间由电平选通高频开关选通线相连。

所述电平选通高频开关为高频低损耗的PIN开关管。

本实用新型结构合理简单、使用容易，通过本实用新型，一种基于声表面波谐振器的分布式温度感测结构，包括若干个温度传感单元，设置在待感测分布式温度系统的适当位置处，温度传感单元由串联的声表面波谐振器型振荡器和电平选通高频开关组成；所述声表面波谐振器型振荡器由声表面波谐振器、反馈放大电路、移相匹配电路等组成，声表面波谐振器用作振荡电路稳频元件和分布式温度传感元件，电平选通高频开关用于对各个温度传感单元进行选通与切换；各个温度传感单元相互并接，其输出端汇集为高频振荡信号输出端口，外接频率计，各个电平选通高频开关的选通端由电平选通高频开关选通线接至单元码译码电路输出端口；各个温度传感单元的数字编码经单元码译码电路译码，选通对应的电平选通高频开关，由此选通对应的温度感测单元；由频率计检测各个温度传感单元输出的与其所包含的声表面波谐振器谐振频率对应的高频振荡信号的频率，依据声表面波谐振器的谐振频率与温度之间的相关关系，通过检测各个温度传感单元输出高频振荡信号的频率，确定和分析所感测的分布式温度系统中温度的分布状况及变化情况。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过在分布式参量系统中设置若干基于声表面波谐振器的温度感测单元，利用电平选通高频开关选通各个温度感测单元，通过检测各个温度感测单元中声表面波谐振型振荡器输出信号的频率，依据温度传感单元所输出的高频信号的谐振频率与待感测分布式系统中声表面波谐振器所在位置处的温度之间的相关关系，分析所感测的分布式参量系统中温度的分布状态及变化规律，从而实现对分布式参量系统中温度的测量与分析。

本实用新型的温度敏感元件采用声表面波谐振器，构成声表面波谐振型振荡器，感测结果直接以频率输出，易于实现数字化。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的温度感测单元结构示意图；

图中：1 温度感测单元、2高频振荡信号输出端口、3高频信号线、4 单元码译码电路、11 声表面波谐振器、12 电平选通高频开关、13反馈放大电路、14 移相匹配电路、21 高频振荡信号输出端、41单元码输入端、42译码输出端、121 电平选通高频开关选通线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

具体实施例：

如图1和图2所示的一种声表面波谐振器型分布式温度感测结构，

一种声表面波谐振器型分布式温度感测结构, 包括设置于待感测分布式温度系统中的若干个温度感测单元1和单元码译码电路4，在单元码译码电路4上设置单元码输入端41、译码输出端42，温度感测单元1包括串联的声表面波谐振器型振荡器和电平选通高频开关12，声表面波谐振器型振荡器包括声表面波谐振器11、反馈放大电路13、移相匹配电路14、高频信号线3，声表面波谐振器11、反馈放大电路13、移相匹配电路14经高频信号线3连接，采用声表面波谐振器11作为温度感应元件和振荡器稳频元件；将各个温度感测单元1并联相接，各个温度感测单元1的高频振荡信号输出端21汇集为高频振荡信号输出端口2，外接频率计，且各个温度感测单元1的靠近高频振荡信号输出端21一端的高频信号线3上设有电平选通高频开关12，各个电平选通高频开关12的选通端接至数字译码电路4的译码电路输出端42。

所述各个温度感测单元1中所包含的声表面波谐振器11的标称谐振频率一致。电平选通高频开关12的选通端至数字译码电路4的译码电路输出端42之间由电平选通高频开关选通线121相连。

感测时，将各个温度感测单元1的单元码依次输入单元码译码电路4进行译码，选通对应的电平选通高频开关12，继而选通各个温度感测单元1；用频率计检测各个温度感测单元1输出的对应于声表面波谐振器11谐振频率的高频振荡信号的频率，由各个温度感测单元1的实测频率值及其相对于声表面波谐振器11标称谐振频率的偏离值，确定所感测分布式温度系统中各个感测点的温度及其分布情况；

其具体实施步骤为：

（1）采用声表面波谐振器型振荡器与电平选通高频开关12串联构成温度感测单元；

（2）声表面波谐振器型振荡器由声表面波谐振器11和反馈放大电路13、移相匹配电路14组成，选用常规的315MHz或者433MHz的双端对声表面波谐振器作为振荡器稳频元件和温度感应元件，其中压电基片选用温度系数较大的128°Y-X铌酸锂单晶片或者LST石英单晶片。

（3）选用高频低损耗的PIN开关管作为电平选通高频开关12，低电平选通有效；

（4）在待感测分布式温度系统中选定若干个感测点，设置温度感测单元1，所选感测点的位置和数目依据所感测的分布式温度系统的特点和感测要求而定；

（5）并联连接各个温度感测单元1，各个温度感测单元1的输出端汇集为高频振荡信号输出端口21，外接频率计；

（6）各个温度感测单元1的单元码依次输入单元码译码电路4进行译码，并通过电平选通高频开关12逐一选通各个温度感测单元1；

（7）用频率计从高频信号输出端口21检测经所选通温度感测单元1中声表面波谐振器型振荡器输出的高频振荡信号的频率；

（8）由测量所得的振荡频率及其与声表面波谐振器标称谐振频率的偏离值确定所感测分布式温度系统中各个感测点的温度及其分布和变化情况。

熟知本领域的人士将理解，虽然这里为了便于解释已描述了具体实施例，但是可在不背离本实用新型精神和范围的情况下做出各种改变。因此，除了所附权利要求之外，不能用于限制本实用新型。