[发明专利]微型化自供能声振传感器件设计、制备及应用优化方法

权利要求书

1.一种微型化自供能声振传感器件设计、制备及应用优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使微型声振传感器件的声振信号解调方法和结构电路匹配，分析声振电荷传感与电压传感方法对器件结构和电路匹配的影响情况，获得有效的信号解调方法及其匹配结构电路；

S2：设计微型声振传感器件的能量采集与系统协调电路，并进行运行优化；

S3：进行微型声振识别器件的集成、表面组装与制备；

S4：将微型声振识别器件投入变电声源设备及厂界声振监测并进行器件优化。

2.根据权利要求1所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，在步骤S1中，通过测量动态的电荷量或动态的电压量来测量声振波的变化。

3.根据权利要求2所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，选用压电式声振传感器件，在电压测量法情况下，调节压电薄膜的厚度，以提高电压灵敏度。

4.根据权利要求3所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，将多个传感器串联起来以提高电压灵敏度。

5.根据权利要求4所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，把应力为正的地方做成一个电容，把应力为负的地方做成一个电容，然后把两个电容串联起来，实现电压传感。

6.根据权利要求1所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，步骤S2中，基于自供电同步电荷提取电路的器件的能量采集与系统协调电路进行设计，采用低功耗的芯片，配以高效能量收集电路并借助能量存储元件进行系统的协调，完成传感器信号及能量的获取。

7.根据权利要求1所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，在步骤S3中，使用磁控溅射法生产微型声振传感器件，晶体薄膜采用磁控溅射工艺，对晶体薄膜的压电系数、损耗因子、电阻率和介电常数进行优化。

8.根据权利要求7所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，在制备薄膜时，基于薄膜的C轴择优取向性调整薄膜压电性能和机电耦合系数。

9.根据权利要求1所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，微型声振识别器件采用分腔室组装，在步骤S1中，根据项目指标以及实际应用场景进行频率选择；在步骤S2中，谐振腔或者换能材料主要兼容能量集中的频段范围。

10.根据权利要求9所述的微型化自供能声振传感器件制备及调试方法，其特征在于，在步骤S4中，通过反复测试优化样品的频响范围、特征频率识别率、级线性参数，最终实现器件内部结构与功能的有效兼容。