双压电结构乐甫波激发效率和液体传感的仿真*

韩超，陈智军*，徐海林，陈涛，付俊

（1.南京航空航天大学自动化学院，南京211106；2.中国电子科技集团第五十五研究所，南京210008）

双压电结构乐甫波激发效率和液体传感的仿真*

韩超1，陈智军1*，徐海林2，陈涛1，付俊1

（1.南京航空航天大学自动化学院，南京211106；2.中国电子科技集团第五十五研究所，南京210008）

乐甫波器件适于液体检测，但在工程上经常因为激发效率较低而影响应用。与“压电基底-非压电薄膜”的单压电结构乐甫波器件相比，双压电结构的特点是薄膜也选用压电材料，以期增大器件整体的压电效应。在建立理论模型的基础上，通过空气中和液体检测时双压电结构乐甫波与声表面波、单压电结构乐甫波的机电耦合系数仿真并对比，表明对于某些压电基底和薄膜，双压电结构具有更高的乐甫波激发效率。并且，以液体介电常数检测为例，仿真结果还表明了双压电结构乐甫波比单压电结构具有更高的灵敏度。

乐甫波；双压电结构；MATLAB；机电耦合系数；介电常数；灵敏度

EEACC：7230doi：10.3969/j.issn.1004-1699.2016.09.008

在声波传感器件中，经常遇见一种将薄膜覆盖在基底之上的结构。当薄膜的体横波速度小于基底的体横波速度时，称之为乐甫波器件［1］。在用于液体检测时，与声表面波器件相比，乐甫波器件能避免叉指换能器IDT（Interdigital Transducer）与液体的直接接触；与厚度极薄的兰姆波器件相比，乐甫波器件具有很好的机械强度。因此，乐甫波器件在液体检测领域具有广泛的应用。但是，液体会导致声波在传播过程中的衰减，影响激发效率，实际工程中常常遇到由于激发效率较小而无法检测的情况。……