Датчик газа на основе поверхностных акустических волн - моделирование в COMSOL Multiphysics

Датчик газа на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) | Пошаговое руководство по COMSOL Multiphysics В этом видео мы рассмотрели моделирование датчика газа на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) в COMSOL Multiphysics — удивительного MEMS-устройства, способного обнаруживать следовые количества газа с невероятной точностью. Используя интерфейс Piezoelectricity multiphysics, мы смоделировали периодическую элементарную ячейку межпальцевого преобразователя (IDT), вытравленного на пьезоэлектрической подложке из ниобата лития (LiNbO₃), покрытой тонкой пленкой полиизобутилена (PIB). Мы исследовали, как датчик обнаруживает дихлорметан (DCM), измеряя сдвиг резонансной частоты, вызванный добавленной массой поглощенных молекул газа. Моделирование выявило две собственные частоты поверхностных акустических волн (ПАВ) приблизительно на 850 МГц и 855 МГц и продемонстрировало сдвиг частоты примерно на 200 Гц при воздействии на датчик 100 ppm дихлорметана (ДХМ) — результат, который подчеркивает, насколько чувствительны эти устройства на самом деле. 📌 Что было рассмотрено: • Введение в датчики ПАВ и принципы их работы • Настройка модели в COMSOL Multiphysics 6.2 • Граничные условия, свойства материалов и определения параметров • Анализ собственных частот и визуализация формы колебаний • Распределение электрического потенциала • Моделирование адсорбции газа с использованием выражения плотности ПИБ 📎 Ресурсы, файл параметров и справочная статья доступны здесь: https://drive.google.com/drive/folder... Ссылка: 1. K. Ho, E.R. Lindgren, K.S. 1. Rawlinson, L.K. McGrath и J.L. Wright, «Разработка датчика поверхностных акустических волн для мониторинга летучих органических соединений in situ», Sensors, том 3, стр. 236–247, 2003. 2. S. Ahmadi, F. Hassani, C. Korman, M. Rahaman и M. Zaghloul, «Характеристика датчика поверхностных акустических волн с многослойной и однослойной структурой», Sensors 2004, Труды IEEE, том 3, стр. 1129–1132, 2004. 3. Ramaraj, S.G., Alrebh, A., Elamaran, D., Zhou, H., Huang, K., Almansoori, M., Yamahara, H., & Tabata, H. (2025). Газовые датчики на основе поверхностных акустических волн: последние разработки и их роль в сенсорных технологиях. Материаловедение и инженерия B, 317, 118157. #SAWSensor #COMSOLMultiphysics #MEMSSimulation #PiezoelectricSensor #GasSensor #SurfaceAcousticWave #FEMSimulation #EngineeringSimulation #LithiumNiobate #MultiphysicsModeling #SensorTechnology #COMSOLTutorial #Eigenfrequency #PhysicsSimulation #electricalengineeringmcq #MechanicalEngineering #BiomedicalEngineering #NanotechnologySensors #AcousticWave #STEMEducation