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在医疗健康、航空航天、农业生产和能源产业等领域,对温度、湿度、振动和压力等参数的实时监测具有重要意义。声表面波(SAW)传感器利用机械波-电磁波的相互转化实现无线传输、无源测量的特性,使其成为实现多种环境参数同时监测的理想选择。尽管目前已有相关报道了声表面波集成传感器,但这些文献多采用延迟线型声表面波传感器,通过反射栅的设置进行编码和提取信息。谐振型声表面波传感器采用反射栅构成声学谐振腔,声表面波在谐振腔内传播时损耗更小,因此无线读取距离也更远。据此,本文提出了谐振型声表面波多参数集成传感器。本文针对多种环境参量的实时测量需求,提出了声表面波多参数集成传感器的设计方法。针对温度、湿度和压力的测试需求,通过仿真和理论分析完成了传感器的设计,制备了谐振型声表面波温-湿-压(T,H,P)集成传感器并对其进行了测试和分析。针对高温测试需求,对利用LGS作为基底材料的声表面波传感器进行了仿真,建立了密封空腔、悬臂梁和加速度计的有限元模型并进行了分析优化;研究了LGS湿法刻蚀和热压键合工艺,相关成果为下一步实验研究铺垫了基础。本文的研究工作为:1、提出了谐振型声表面波温-湿-压集成传感器的设计方法,建立了声表面波传热模型、压力变形模型和S参数计算模型;根据Sauerbrey方程推导出湿度传感单元的频移计算公式;根据仿真和计算分别获得了温度、湿度和压力传感单元的频率漂移范围并据此合理设置各传感单元的谐振频率分布。2、测试了声表面波温-湿-压集成传感器的性能。测试结果表明,在40-200℃范围内,温度传感单元的温度灵敏度达到5.16 kHz/°C;湿度传感单元在10-90%RH范围内的频移达到0.4 MHz,绝对湿度灵敏度为5.1 kHz/%RH;压力传感单元在0-42 kPa测量范围内,灵敏度为0.9 kHz/kPa。湿度动态测试结果还表明,传感器的湿度响应和恢复时间分别为8.3 s和4.8 s。3、建立了硅酸镓镧(LGS)密封空腔和悬臂梁的有限元模型,对密封空腔模型进行受压分析获得了空腔的位移和应变分布,对密封空腔的形状和晶体切向进行了优化;对悬臂梁模型进行加速度和模态分析,获得了悬臂梁的位移、应变分布和共振模态,对悬臂梁的尺寸进行了优化并通过模态分析了共振对悬臂梁造成的结构破坏。同时,提出一种微小尺寸的声表面波三轴加速度计,并利用有限元模型验证了加速度计的设计原理。4、研究了硅酸镓镧晶体材料的湿法刻蚀和热压键合工艺。对湿法刻蚀工艺及参数进行了研究,初步获得可实用的硅酸镓镧微结构刻蚀工艺:在硅酸镓镧基片表面刻蚀出空腔结构;研究了硅酸镓镧热压键合工艺的温度加载曲线、键合压力等参数,初步得到硅酸镓镧热压键合的工艺:利用晶片键合制造了硅酸镓镧的密封空腔。相关成果为课题组下一步的实验研究做了准备工作。