表面聲波感測器工作原理

因為鍍層的厚度和密度的乘積等於單位面積的質量。方程（３）類似於方程（１）。表面表面聲波感測器和石英晶體微量天平（qmb）恰似乙個硬幣的兩個面。

兩者都是高頻、壓電晶體器件，它的表面對質量（或密度）變化都很敏感。實際上，乙個表面聲波感測器和乙個具有類似頻率的石英晶體微量天平相比較，石英微量天平具有更大的質量靈敏度（～2 倍）和更低的雜訊。可是石英晶體微量天平的諧振頻率是由晶體的厚度決定的，實際應用的工作頻率的上限是10-20mhz。

表面聲波感測器卻沒有這一限制。實際應用的工作頻率可達ghz 量級。由公式（3）可以看出它的靈敏度是隨晶體固有頻率o f 的平方而增加的，具有更高的靈敏度。

其次，隨著頻率的增加，器件幾何尺寸減少，造價更加低廉，更低的檢測限，更適合於便攜儀器使用。還有，與石英微量天平靈敏度顯現的放射性函式相比，表面聲波感測器的靈敏度，在晶體表面是均勻的。最後表面聲波器件上的表面聲波只侷限於器件的表面區域，易於接近，取樣和受表面化學物質的相互作用而發生變化。

作為一種化學感測器，關鍵在於表面聲波器件的鍍層薄膜性質，即化學氣體與鍍層物質之間的反應。

6.3表面聲波感測器應用——saw-gc 可攜式氣相色譜儀以表面聲波感測器（saw）作即檢測器與毛細管色譜柱聯用組成的可攜式氣相色譜儀saw-gc 為例說明其特點。

saw-gc 系統示於圖3。它由兩部分組成。左半部是由充氣鋼瓶、毛細管色譜柱、表面聲波感測器（即檢測器）組成的氣相色譜儀；右邊部分是被加熱的進樣口和抽氣幫浦；兩部分由環形的吸附阱相聯接。

工作過程分兩步，首先，含有有機物的氣（汽）體，由氣幫浦抽進富集器——吸附阱中。吸附阱中填有tanax 或活性碳之類的吸附介質；然後，吸附阱轉換到左半部的氣相色譜儀。所富集的有機化合物，經加熱解吸附，進入色譜柱進行分離，再由表面聲波感測器檢測。

最後由資料採集器和計算機進行資料採集、處理、分析、顯示和儲存。由表面聲波感測器的性質決定，saw-gc 系統具有體積小、靈敏度高、檢出限低的特點。實際應用的表面聲波感測器，測量延遲線鍍以具有寬廣選擇性的鍍層，以適應更多的化學物質的檢測，但不應對永久氣體（o2、n2、co2、h2o 等）有響應。

配備表面聲波感測器的可攜式色譜儀，使用惰性氣體作載氣。這種氣體的化學物理惰性，決定了它不與測量延遲線的選擇性鍍層不發生任何物理化學反應。這種才能保證低的背景、漂移和雜訊。

因而才能具有低的檢出限和高的靈敏度。

圖7-3 saw-gc 系統