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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于乐甫波传感器的飞机胎压监测系统及监测方法。乐甫波传感器采用双谐振腔单端谐振器型，为压电底座与压电膜片键合而成的全石英一体化结构。叉指换能器、反射栅直接沉积在压电膜片表面，且沉积在参考气体密封腔的外部，波导层则溅射在压电膜片和两个谐振腔表面。系统通过空分多址实现对间隔距离较远的不同起落架上轮胎的胎压监测，且通过频分多址实现对位于同一起落架上不同轮胎的胎压监测。与常规的将声表面波器件通过粘胶粘贴在敏感膜片表面且位于密封腔内部的结构相比，不仅不存在粘胶引起的应变传递损失以及蠕变，而且保证了密封腔的绝对密闭性和差压检测的有效性，还可通过优化波导层厚度来进一步提高胎压监测的灵敏度。

主权项：1.一种基于乐甫波传感器的飞机胎压监测系统，由m个乐甫波传感器和1个阅读器构成；其中，所述乐甫波传感器的数量m与飞机上的机轮总数量一致且安装在机轮的轮毂外圈的轮辋上，所述阅读器包括发射模块、收发隔离模块、接收模块、信号处理模块、显示模块、单刀n掷开关以及n个阅读器天线，其特征在于：所述阅读器的发射模块、收发隔离模块、接收模块、信号处理模块、单刀n掷开关集成在一块电路板上，与显示模块一起安装在飞机驾驶舱内；所述阅读器天线的数量n与飞机的起落架数量一致，采用柔性微带贴片天线，安装在起落架的支柱上，经同轴电缆连接到驾驶舱内阅读器的单刀n掷开关的n个端口，以空分多址方式实现对位于不同起落架上的飞机轮胎的胎压监测；所述乐甫波传感器采用双谐振腔单端谐振器型结构，每个乐甫波传感器的两个谐振腔具有互不重叠的频率带宽；m个乐甫波传感器共有p种类型，不同类型的乐甫波传感器的谐振腔具有各不重叠的频率带宽；乐甫波传感器的类型p与飞机上具有最多机轮的起落架上的机轮数量一致；在同一个起落架上的不同机轮中安装不同类型的乐甫波传感器，以频分多址方式实现对位于同一起落架上的不同飞机轮胎的胎压监测；所述乐甫波传感器包括压电底座（1）、压电膜片（2）、第一叉指换能器（3）、第二叉指换能器（4）、第一反射栅阵列（5）、第二反射栅阵列（6）、第三反射栅阵列（7）、第四反射栅阵列（8）、波导层（9）、焊盘（10）、匹配电路（11）、柔性印制电路板（12）以及传感器天线（13）；所述压电底座（1）和压电膜片（2）采用同一切型的石英材料；压电底座（1）为内部开有圆柱形凹槽的长方体结构；压电底座（1）与压电膜片（2）通过键合工艺组成全石英一体化结构，结构内部有一个圆柱形密封腔，并以密封腔内的气体作为参考气体，形成参考气压；所述压电膜片（2）与压电底座（1）的非接触部分为气压敏感区，感受轮胎内部的气压而产生应变；压电膜片（2）与压电底座（1）的键合部分为非气压敏感区；所述第一叉指换能器（3）沉积在压电膜片（2）的气压敏感区上表面中心处，第二叉指换能器（4）沉积在压电膜片（2）的非气压敏感区上表面；第一叉指换能器（3）与第二叉指换能器（4）的方向相同；所述第一反射栅阵列（5）、第二反射栅阵列（6）分别沉积在第一叉指换能器（3）两侧，与第一叉指换能器（3）共同构成第一谐振腔；所述第三反射栅阵列（7）、第四反射栅阵列（8）分别沉积在第二叉指换能器（4）两侧，与第二叉指换能器（4）共同构成第二谐振腔；所述第一叉指换能器（3）、第二叉指换能器（4）、第一反射栅阵列（5）、第二反射栅阵列（6）、第三反射栅阵列（7）、第四反射栅阵列（8）均在圆柱形密封腔外部；所述波导层（9）溅射在压电膜片（2）和第一谐振腔、第二谐振腔表面，宽度小于压电膜片（2）的宽度，以露出第一叉指换能器（3）和第二叉指换能器（4）的部分汇流条；所述焊盘（10）、匹配电路（11）制作在柔性印制电路板（12）的上表面，匹配电路（11）由电容、电感组成；所述压电底座（1）通过粘胶粘贴在柔性印制电路板（12）的上表面；所述第一叉指换能器（3）、第二叉指换能器（4）的汇流条在压电膜片（2）的非气压敏感区上表面并且无波导层的位置并联，在并联点引出金属线与焊盘（10）连接，金属线表面涂敷一层硅胶；所述传感器天线（13）采用平面倒F天线，以柔性印制电路板（12）作为平面倒F天线的接地面；所述柔性印制电路板（12）的下表面粘贴在机轮的轮毂外圈的轮辋上。

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