【摘 要】
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随着我国航空航天事业的蓬勃发展,对飞行器的发动机等关键部位的实时温度监测需求越来越多。声表面波传感器（SAW）具有结构小、性能优异、可无线测量等优势可广泛应用于许多恶劣环境。由于航空发动机工作时的温度极高,这对声表面波传感器在高温下持续稳定工作提出了巨大要求。本文提出一种基于声表面波原理和硅酸镓镧材料的声表面波温度传感器,同时借助脉冲激光沉积（PLD）,通过在传感器表面沉积防护薄膜来提高器件的工作
【基金项目】
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国家自然科学基金重点基金项目（U1837209）“面向航天高温、旋转环境的硅酸镓镧声表面波无线无源温/压/振多参数集成传感器基础研究”；
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随着我国航空航天事业的蓬勃发展,对飞行器的发动机等关键部位的实时温度监测需求越来越多。声表面波传感器（SAW）具有结构小、性能优异、可无线测量等优势可广泛应用于许多恶劣环境。由于航空发动机工作时的温度极高,这对声表面波传感器在高温下持续稳定工作提出了巨大要求。本文提出一种基于声表面波原理和硅酸镓镧材料的声表面波温度传感器,同时借助脉冲激光沉积（PLD）,通过在传感器表面沉积防护薄膜来提高器件的工作温度。本文的研究内容为:1、研究了声表面波的传播机理及声表面波传感器的类型分类,介绍了声表面波传感器的基本结构构成,建立了传感器结构参数与传感器性能之间的对应关系。2、分析了基于声表面波传感器的理论模型,探讨了传感器结构各参数对声表面波传感器性能的影响。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对传感器谐振频率进行仿真,并分析了电极厚度与声速的关系。3、通过分析声表面波传感器温度敏感机理和高温下电极防护机理,设计并制备了一种基于防护薄膜的声表面波温度传感器可应用于高温下的实时温度测量。4、制备了两种基于不同防护薄膜的声表面波温度传感器并分别进行高温测试。在25-1100℃和25-1300℃下进行测试,并对传感器谐振频率与温度的关系进行分段拟合,提高测量精确度,传感器在25-1100℃范围内可以多次测量,并且在1100℃下持续工作1 h以上。并对传感器测试前后的表面形貌进行分析。
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