[发明专利]一种基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器

权利要求书

1.一种基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，所述声表面波电流传感器包括压电晶体基片(21)、叉指换能器(22)和声表面波反射型延迟线(23)；其特征在于，

所述声表面波反射型延迟线(23)包括沿声表面波的传播方向上设置的第一短路栅反射器(231)、第二短路栅反射器(232)、第三短路栅反射器(233)；所述的第一反射器(231)与第二反射器(232)之间设置有磁致伸缩薄膜(24)。

2.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩薄膜(24)采用铁钴、铁镍、或TbDyFe超磁致伸缩合金材料，利用套刻工艺以射频磁控溅射的方法在第一短路栅反射器(231)与第二短路栅反射器(232)之间进行镀膜制备。

3.根据权利要求2所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩薄膜(24)采用薄膜、栅阵或点阵结构；

所述磁致伸缩薄膜(24)为磁致伸缩栅阵薄膜(241)或磁致伸缩点阵薄膜(242)；

所述的磁致伸缩栅阵薄膜(241)包括沿x方向均匀分布的若干个尺寸相同的栅条；沿x方向宽度l1可以设置为λ或λ的整数倍，栅条之间的间距l3与l1相等，y方向高度与短路栅反射器声孔径相等，λ为沿声波传播方向的声波波长；

所述的磁致伸缩点阵薄膜(242)包括若干个均匀分布的点阵元，每个点阵元的x方向宽度l6可以设置为λ或λ的整数倍，y方向宽度l5及点阵元x，y方向之间的距离l4、l7均与x方向宽度相等。

4.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述压电晶体基片(21)具有高压电系数，材料采用128° YXLiNbO₃、64° YX LiNbO₃或42°YX LiNbO₃。

5.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述无线无源声表面波电流传感器表面覆盖一层SiO₂保护薄膜(27)，厚度小于1％λ。

6.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述叉指换能器(22)包括：叉指对(220)和反射电极(221)；

所述叉指对(220)包括两个叉指电极，叉指电极宽度为1/8λ，叉指电极之间边缘间距为1/8λ；

所述反射电极(221)的宽度为1/4λ，且反射电极与叉指对(220)的边缘距离为3/16λ；所述反射电极(221)分布于叉指对(220)之间。

7.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述叉指换能器(22)的电极为铝电极；铝电极膜的厚度为1％λ～1.5％λ。

8.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述声表面波反射型延迟线(23)的短路栅反射器反射电极数目将按照与叉指换能器(22)距离进行设置，离叉指换能器(22)越近，短路栅反射器电极数越少，反之则增加电极数。

9.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述第三短路栅反射器(233)以差分方法抵消外围测试环境对传感器性能的干扰。

10.根据权利要求1所述的基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器，其特征在于，所述基于反射延迟线的无线无源声表面波电流传感器还包括步进调频雷达(25)和信号传输天线(26)；

所述步进调频雷达(25)用于作为激励源发射电磁波信号和接收反射回来电磁波信号进行相位解调，获取通电导线的电流信息；

所述信号传输天线(26)用于接收和发射电磁波信号。