北京
在航空航天、高端裝備制造等領域，存在高溫、高轉速等極端測試環境，其關鍵熱力參數的原位精準測量不僅受到常規傳感器件敏感材料耐溫極限的制約，還面臨測試空間受限、引線與供能困難及多物理場耦合等問題，對傳感器的耐高溫性能、結構集成度及長期可靠性提出了更為嚴苛的要求。攻克復雜極端環境中實現多參數精確測量技術，是航空航天與高端裝備領域測試技術發展亟需突破的重要研究方向。
聲表面波(surface acoustic wave, SAW)傳感技術具備無源無線、抗干擾性強及穩定性好等優勢，在高溫及復雜環境監測中有望為上述環境中的力熱參數實時原位監測提供有效解決途徑。
聲表面波是一種沿壓電基體表面傳播的彈性波，其能量主要集中在表面以下1～2個波長深度范圍內。這種能量集中特性，使聲表面波傳感器對表面物理、化學性質的微小變化具備極高靈敏度。聲表面波傳感器基于壓電材料的壓電效應工作，其核心原理是：當傳感器所處外界環境條件發生變化時，壓電基底材料的屬性隨之改變，進而引起聲表面波的波速、幅度、模態等參量發生變化。通過檢測聲表面波器件輸出的電學參量，即可實現環境參數的定量測量。按照檢測物理量的不同，聲表面波傳感器可分為溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器等類型。
SAW 振動傳感器工作原理示意圖
聲表面波傳感器憑借高靈敏度、高精度、無線無源及多功能集成等優勢，在航空航天、能源開采、核電等極端高溫相關領域展現出巨大應用需求與發展潛力。其優異的耐高溫特性與工程適配性，使其成為突破極端高溫原位監測瓶頸的核心技術路徑。隨著壓電材料、微納制造等相關技術的持續進步，聲表面波傳感器必將在極端高溫監測領域發揮更為重要的作用。
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耐高溫壓電聲表面波傳感器關鍵技術研究購買
譚秋林, 梁曉瑞 著
北京: 科學出版社, 2026. 5
ISBN 978-7-03-082344-1
《耐高溫壓電聲表面波傳感器關鍵技術研究》圍繞耐高溫聲表面波傳感技術，系統闡述其傳感理論基礎、器件建模與設計方法以及工程應用驗證。全書共分8 章。從極端環境下的力熱參數測試需求出發，分析耐高溫SAW 傳感器發展所面臨的主要技術挑戰；介紹了聲表面波傳感器的物理基礎、多物理場耦合建模方法、器件結構設計與仿真分析，以及關鍵微納制造工藝與敏感結構特性表征方法；重點圍繞耐高溫振動、應變及多參數共面集成傳感器，闡述其設計與集成思想及實現路徑；探討了高溫環境下SAW 信號的無線解調方法，形成了從基礎理論到工程應用驗證的研究框架。
SAW溫-壓-濕三參數集成傳感器解調后的壓力值與實測值誤差分析
本書凝聚了作者及其研究團隊在耐高溫聲表面波器件與傳感技術領域多年的研究積累。本研究工作得到了國家自然科學基金航天聯合重點基金(U1837209)、區域創新發展聯合重點基金(U24A20136) ， 以及山西省重點研發計劃(202102030201005)等項目的資助。在此，特別感謝張永威、徐芳萌、周煦航、郭欣榕、林柏茂、薛濤、閆夏雯、王浩、鄭引榮、羅忠海、李向榮、張娟等博士/碩士研究生在傳感器件設計與仿真、敏感結構制造、系統測試驗證等方面做出的重要貢獻。
本書緊密圍繞國家在航空航天、高端裝備制造領域的戰略需求，將理論研究與工程實踐深度融合，系統總結耐高溫SAW 傳感器的設計、制造與測試。期望本書能為從事特種耐高溫傳感器設計制造及相關測試系統研究的科研人員提供參考。
本文摘編自《耐高溫壓電聲表面波傳感器關鍵技術研究》（譚秋林, 梁曉瑞著. 北京: 科學出版社, 2026. 5）一書“前言”“第1 章 耐高溫聲表面波傳感器需求與挑戰”，有刪減修改，標題為編者所加。
ISBN 978-7-03-082344-1
責任編輯：孫力維 趙艷春
（本文編輯：劉四旦）
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