【微型傳感器測量質量和溫度】

八方

【微型傳感器測量質量和溫度】

 

 

敏感廣場

一種新型的薄膜聲波諧振器，能夠同時測量質量，以及由一個國際研究小組的溫度已經亮相。

它允許用戶糾正影響傳感器的溫度變化，測量質量 - 阻止聲波傳感器被用作實際質量傳感器控制的實驗室條件下外的東西。

新設備在醫療保健，環境監測和電信行業的應用，根據球隊。

在過去的幾年裡，研究人員一直熱衷於開發微諧振器尤其重力感應測量系統中的質量變化。

高頻大容量彈性波（BAW）諧振器構建的微型傳感器，包括夾在兩個電極之間，可變頻率的信號被施加到壓電層。

該諧振器在一個給定的頻率上振動，產生的聲波的屬性使研究人員能夠確定在環境中發生什麼 - 被測量的聲波的變化表示，被吸收到感興趣的對象時，會發生質量變化諧振表面。

感和靈敏度

但BAWS這些商業應用的主要障礙是，他們是對溫度非常敏感。

的溫度改變將導致聲波的變化，這是不可能的工作，如果變化是實際測量的質量或溫度變化的響應。

正因為如此，目前的傳感器僅用於在實驗室中的所有條件，包括溫度，可以嚴格的監控和控制。

在過去，許多研究小組已嘗試消除溫度的變化對傳感器的影響，但都失敗了。

變化是非線性的，所以只能最小化，並沒有完全消除，路易斯·加西亞解釋說Gancedo在英國劍橋大學。

相反，加西亞Gancedo和同事們做的是生活與溫度和帳戶的變化。

我們決定來衡量質量和溫度我們每次測量的質量，這樣我們就可以消除溫度的影響，如果我們希望，加西亞Gancedo解釋。

共振和響應

該小組設計了一種新型的薄膜批量的聲表面波諧振器，它允許同時測量在單個設備中的溫度和質量負荷測量。

新的傳感器是一種多層的裝置，其具有兩個基本的共振頻率，不同的質量和溫度的變化反應。

下面的壓電材料的無源材料添加一個額外的層，此鈍化層產生第二諧振。

加西亞Gancedo解釋說，如果只發生質量變化，那麼這兩個共振保持被動，只有質量測量。

但是，如果發生的溫度變化以及質量的變化，一個諧振顯示了正的頻移與溫度的上升，而第二個示出了相同的溫度變化的負頻移。

簡單地說，一個共振的增加，同時其他減少。

因此，通過同時測量兩個共振頻率的任何變化可以表示為的質量負載組分和溫度變化的組件的組合。

這有兩方面的後果，說：加西亞Gancedo。

首先，我們是能夠完全消除溫度的影響，不管其非線性。

我們能夠測量質量和溫度具有極高的靈敏度，在完全相同的位置，這是我們不能夠做的事情。

他解釋說，這被證明是有用的，因為許多生物的相互作用是隨溫度變化的，因此，具有溫度測量的額外信息是一個額外的獎金。

檢測病毒

加西亞Gancedo還指出，新的設備是不笨重，大多數現有的傳感器具有相同的電子。

其結果是，它可以很容易地與現有技術相結合。

雖然研究人員尚未執行此操作，他們已成功地用於諧振器，在一個非常低的濃度的生物傳感器來檢測樣品中的蛋白質，從而證明其靈敏度。

在未來，研究小組希望利用生物系統和物理傳感設備，專門為。

由於其敏感性和大小，諧振器可以發揮的重要組成部分，在醫療保健行業，或在環境監測。

微諧振器可以很容易地嵌入到小型醫療器械，而且可以檢測到小至10群眾-15 克 - 近似質量的病毒。

它也可以檢測到受污染的水或測量空氣質量。

研究人員，以及商業專家劍橋企業，正在尋求商業合作夥伴開發這些技術。

該研究成果發表在 生物傳感器和生物電子學。

作者簡介

Tushna糧食 是記者 physicsworld.com

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/nov/23/tiny-sensor-measures-mass-and-temperature