壓電無源陣列傳感器與無源無線聲表面波傳感器

在多次國家自然科學基金連續資助下，研究空間大范圍分布無源陣列傳感器及無源無線陣列傳感器，拓展壓電特性和元件在現代檢測技術中的應用。
聲表面波(SAW)器件是優良的傳感載體和無源器件。SAW器件的工作頻率范圍為10~105 MHZ，可直接耦合射頻電磁波。基于此特性，用SAW器件實現無線傳感：非接觸提供傳感能量和非接觸讀取傳感輸出。這樣的傳感器具有無電源和信號連線，無源，體積小，抗干擾能力強的優點，適合復雜環境下應用。如運動部件，不可接觸對象的檢測。采用不同結構或參數的SAW傳感器，具有不同的射頻激勵選通條件，只響應相應的無線查詢信號。用多個不同選通條件的SAW無源無線傳感器，可構成無源無線陣列傳感器。陣列中的傳感元可以任意分布。這是采用具有頻率選擇特性的SAW諧振器研制的無源無線溫度傳感器。通過對射頻查詢的回波信號進行全數字信號處理，得到溫度傳感信息。
用獨立的壓電元件和無源元件，構成可以任意分布的傳感陣列。由于壓電特性，該陣列直接把被測對象的力學量變化轉換成電信號，實現分布傳感，而不需要用電源向陣列提供傳感能量。陣列采用獨特的網絡構造和信號控制方式，大大減少了常規傳感器在空間分布應用時的連線。陣列傳感信號可尋址讀出，也可掃描輸出。壓電無源分布式陣列傳感器特別適合于空間大范圍分布（數十米至數百米）、不規則、宏大工程結構的實時無功耗或極低功耗、長時間不間斷監測。壓電無源陣列傳感器已應用于橋梁等工程結構的健康安全監測。這是一個由8×13個壓電元構成的分布式傳感陣列，陣列只有8+13條引出線，實現陣列傳感信號讀出和讀出控制。