在压电层结构中的声波用于选择性检测液体粘度
Andrey Smirnov1, Vladimir Anisimkin1, Elizaveta Shamsutdinova1
1Kotel'nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS, Moscow 125009, Russia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
这项研究开发了一种新的声学传感器,使用分层结构进行精确的液体粘度测量. 传感器在广泛范围内显示出对粘度的选择性敏感性,电导率和温度的干扰最小.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 声波设备 声波设备
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 高级声波对于开发先进传感器至关重要.
- 分层结构为波传播提供可调节的特性.
- 在液体中选择性粘度传感仍然是当前技术面临的挑战.
研究的目的:
- 设计和优化用于选择性液体粘度检测的声学传感器.
- 为了研究在层层结构中使用更高阶的声波来进行传感.
- 为了评估有关粘度,导电性和温度的传感器性能.
主要方法:
- 利用在涂有ZnO和/或AlN薄膜的板中传播的更高阶声波.
- 通过调整层厚度,波形特性和传播方向来优化传感器特性.
- 使用对温度不敏感的振幅响应,以提高选择性.
主要成果:
- 在 1-1500 cP 范围内实现了对液体粘度 (η) 的选择性灵敏度,对导电性 (σ) 和温度 (T) 的灵敏度较低.
- 确定了准纵向和更高阶的Lamb波为最佳的粘度传感.
- 已证明对粘度的灵敏度高达0.26dB/cP,显著超过对导电性的灵敏度.
结论:
- 多层结构允许设计具有高度选择性粘度检测的声学传感器.
- 高级声波提供可调节的特性,以优化传感器性能.
- 开发的传感器技术显示出在各种应用中准确测量液体粘度的前景.


