《超声技术中心成功研制新型声表面波电流传感器》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2018-08-22
  • 经过近三年的科研攻关,超声技术中心王文课题组将快速响应的声表面波技术与高磁敏磁致伸缩薄技术相结合,成功研制出高灵敏、快速响应和低迟滞误差的新型电流传感器。2018年6月底,该技术作为国家电网公司基础前瞻性研究重点项目“面向电网应用的新型传感及储能电池关键技术研究”的关键产出成果,顺利通过专家验收。

      王文课题组通过建立声表面波磁致伸缩效应的电流感知理论,实现了对沉积图形化磁致伸缩薄膜的新型声表面波电流传感器的物理结构优化,提取了获得高磁敏、快速响应与低磁滞的拓扑结构参数;给出了传感器微纳制作工艺方法,研制出了原型器件,测试结果很好的验证了分析理论,其灵敏度达到了22kHz/A,分辨率可达0.1mA以下,并体现出良好的线性度。相对于现有技术,声表面波电流传感器表现出了微小型化、抗干扰能力强、线性度好、低功耗等优势,在智能电网线路检测、电力冶金与轨道交通中的供电安全预警与救援、工业自动化中的电源继电保护中极具应用前景。

      本项目成果已经在AIP Advances, Smart Mater. Struct., Appl. Sci.,Sensors, 以及声学学报等领域内高水平期刊上发表论文10余篇,也在2015年、2017年的IEEE国际超声会议上进行报道,受到国内外专家学者的广泛关注。此外,该项成果已经获授权发明专利1项,申请发明专利2项。

  • 原文来源:;http://www.ioa.ac.cn/xwzx/kydt/201808/t20180821_5057495.html
相关报告
  • 《中国科学院声学研究所提出并研制一种秒级响应的新型声表面波氢气传感器》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-01-21
    • 氢气作为一种清洁能源,在促进节能减排、调整能源产业结构、应对全球气候变化等方面具有广阔应用前景,然而氢气易燃易爆,其无色无味的特点使其泄漏时不易被察觉。因此,快速、高灵敏的氢气传感技术研究在氢能源的开发利用中十分必要,而现有氢气传感器在功耗、体积、响应速度及灵敏度等方面难以满足实际应用需求。 中国科学院声学研究所超声学实验室研究员王文课题组在前期工作基础上,与南开大学教授杨大驰团队合作,将微纳声表面波器件技术与钯镍纳米线氢敏材料相结合,提出并研制了一种秒级响应的新型声表面波氢气传感器。钯镍纳米线具有较大的比表面积,容易吸附大量气体,有助于提高传感器的响应速度。 研究人员采用湿化学法制备钯镍纳米线并将其溶于乙醇中,通过滴涂的方式沉积在声表面波器件表面构建声表面波氢气传感器,然后将所研制的传感器集成到鉴相电路中,进行测试评估。实验结果表明,该声表面波氢气传感器实现了目前相关研究成果中的最快响应(1.8s)、1.65mV/% 的高灵敏度与7ppm的低检测限,并具有良好的重复性与选择性。
  • 《便携快检仪器国产化:声表面波气相色谱仪》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2018-04-04
    • 公共安全、公安技术侦查、环境监测等多个领域急需高灵敏度气体现场快速检测仪器。   声表面波气相色谱仪因体积小、检测快、反应灵敏,被广泛应用于爆炸物、水污染、有毒害气体等多种物质的检测,为环保、公共安全提供了便捷、高效的检测手段。2005年松花江水污染事件的现场快速检测就用到了声表面波气相色谱仪。   以前,这类仪器一直依靠进口。声学所超声技术中心何世堂研究员带领课题组团队,在国产化研究方面做了大量的工作,现已完成声表面波气相色谱仪的研制。相关成果发表于期刊《应用声学》(2018年第1期)。   声表面波气相色谱仪是基于声表面波传感器与气相色谱分离联用的有机气体分析仪,气相色谱将有机混合物分离成纯组分之后,由声表面波传感器进行定量检测,具有灵敏度高、色谱柱升温速度快(每秒约20 ℃)、体积小等特点,可实现痕量气体的广谱(挥发和半挥发性有机物)、快速(5分钟内)、高灵敏度(ppb~ppt级)现场分析,在公共安全、环境监测、食品和药品检测等方面有广阔的应用前景。   在仪器研制过程中,何世堂团队对声表面波气相色谱仪的响应机理进行了理论分析,计算出仪器的质量检测下限;设计仪器的核心部件——声表面波(SAW)检测器,并分析SAW检测器表面不同区域的灵敏度,根据分析结果优化检测器及检测器与分离系统的对接参数。   此外,何世堂团队在设计进样富集和色谱分离系统、声表面波检测系统、数控系统和辅助系统等多个分系统的基础上,进行系统集成并研制出声表面波气相色谱仪样机。样机的检测下限降低至国外同类仪器的一半,相当于性能提高了一倍。   声表面波气相色谱仪除了应用于分析检测爆炸物、毒品、人体气味、水污染等,何世堂团队还以麝香为样品开发了中药成分的检测功能,有望为中药质量监管提供技术支撑。   在后续的研究中,团队将侧重分析方法方面的研究,以使声表面波气相色谱仪的检测更精准、性能更完善,并与应用领域相结合,开发出具有领域针对性的快检仪器。   关键词:   声表面波;气相色谱;传感器;气体分析   参考文献:   何世堂,刘久玲,刘明华,邵剑瑛.声表面波气相色谱仪及其应用[J/OL].应用声学,2018(01):1-7.   论文链接:   http://yysx.cnjournals.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=17W-26&flag=1