Modelling and Simulation of SAW Sensor Using FEM

Kutiš, Vladimı́r; Gálik, Gabriel; Kralovic, V.; Rýger, Ivan; Mojto, Emil; Lalinský, T.

doi:10.1016/j.proeng.2012.09.522

Cited by 15 publications

(6 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The SAW-based sensor device consists of interdigitated transducer (IDT) electrodes. The IDTs’ electrodes are made up of either aluminum or gold [ 18 ]. The IDT is a metal comb-shaped structure fabricated over the piezo-substrate using lithography fabrication process [ 12 ].…”

Section: Simulation Methodologymentioning

confidence: 99%

Design Performance and Frequency Response Analysis of SAW-Based Sensor for Dichloromethane Gas Sensing Amidst the COVID-19

Kumar

Bhadu

2020

J. Vib. Eng. Technol.

View full text Add to dashboard Cite

Background To avoid the risk of increase in the rate of human infection is a big challenge for healthcare staffs during the treatment of patients affected from corona virus disease-2019 (COVID-19). This work is intended to save COVID-19-infected patients from conveyed hazardous volatile gases (VOCs) by the gas stream. The VOCs are generally generated from the pathways of medical respiratory devices. Method Here, we present a surface acoustic wave-based sensor device for sensing dichloromethane (DCM) gas that can be connected with a gas pathway system used in medical devices. Dichloromethane is a volatile organic compound. Single-(polyisobutylene, PIB) and multi-(polyisobutylene/silicon nitride, PIB/Si 3 N 4) surface acoustic wave-based sensors are designed on LiNbO 3 piezoelectric substrate. The designed models patterned with interdigitated transducer (IDT) aluminum (Al) electrodes are used to analyze gas sensing behavior for dichloromethane (CH 2 Cl 2 , DCM) gas. Results The studies for DCM gas sensing are carried out for single-and multi-layer models using COMSOL Multi-physics software. The resonant frequency and displacement are also observed for 100 ppm gas concentration of DCM at room temperature. It has been found that multi-layer designed model shows higher sensitivity as compared to single layer (PIB/ LiNbO 3) model on exposing DCM gas. Conclusion The estimation of various parameters observed by the proposed module is also explained. It is observed that the sensitivity of sensor for detection of VOCs (generated in gas pathways in medical devices) is best suited in the present crisis of COVID-19 pandemic.

show abstract

Section: Simulation Methodologymentioning

confidence: 99%

Design Performance and Frequency Response Analysis of SAW-Based Sensor for Dichloromethane Gas Sensing Amidst the COVID-19

Kumar

Bhadu

2020

J. Vib. Eng. Technol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Do đó, việc mô phỏng mô hình cấu trúc ngoài tác dụng giảm số lần thử nghiệm, cải thiện năng suất sản xuất thiết bị còn để tối ưu hóa đặc tính cảm biến mang lại hiệu quả hơn trong quá trình nghiên cứu và chế tạo. Các mô phỏng cảm biến SAW đã được thực hiện trước đây bởi nhiều tác giả [14,15], tuy nhiên việc mô phỏng anten và thiết bị đọc rất phức tạp. Các thiết bị SAW có thể được mô phỏng theo nhiều phương pháp khác nhau như phần tử hữu hạn (Finite Element Method -FEM), mạch tương đương và ghép cặp chế độ riêng, trong đó phương pháp mô phỏng FEM cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiện tượng vật lý của thiết bị này với các phần mềm đã được nhiều tác giả sử dụng là Asys, Comsol [16,17], để đánh giá các đặc tính lan truyền sóng trên vật liệu đế, sự phụ thuộc của độ nhạy của cảm biến vào tần số hoạt động, thực hiện các yêu cầu đo lường các đại lượng vật lý.…”

Section: Hình 1 Sơ đồ Cấu Trúc Của Saw Rdlunclassified

Mô phỏng cảm biến thụ động không dây dạng sóng âm bề mặt sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp mô hình hóa trong Matlab /Simulink

2022

jsthaui

View full text Add to dashboard Cite

cứu này sử dụng kết hợp hai phần mềm Ansys và Matlab/Simulink để mô phỏng hoàn chỉnh cảm biến thụ động không dây dạng sóng âm bề mặt loại dòng trễ một cổng (SAW RDL). Mô hình sử dụng bộ chuyển đổi kỹ thuật số (IDT) và ba bộ phản xạ đặt trên đế LiNbO3. Trong đó, các khoảng cách giữa IDT và bộ phản xạ 1 là 201m bằng khoảng cách giữa bộ phản xạ 1 và phản xạ 2, khoảng cách giữa phản xạ 2 và phản xạ 3 là 64,32m, điện áp đặt vào IDT có tần số 433MHz. Kết quả mô phỏng trên Ansys bao gồm biên độ, độ dài sóng và thời gian trễ của sóng phản xạ được đưa vào xây dựng mô hình tính toán góc trễ pha của tín hiệu phản xạ trên Matlab/Simulink từ đó tính ra biểu thức tan lượng giác góc lệch pha giữa tín hiệu phát từ bộ đọc và sóng hồi đáp từ cảm biến SAW. Từ khoá: Cảm biến thụ động không dây dạng sóng âm bề mặt, góc dịch pha, bộ phản xạ, thiết bị đọc, mô phỏng SAW.

show abstract

“…As a consequence of this finding, they came to the conclusion that FEM is a useful method for examining how well the correlator responds to different modes of propagation. FEM was used in designing and simulating the surface acoustic wave sensor that developed [24]. Kutiš et al [24] used transient piezoelectric analysis to find out the system's eigenmodes and frequencies to investigate the system's harmonic wave propagation characteristics.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…FEM was used in designing and simulating the surface acoustic wave sensor that developed [24]. Kutiš et al [24] used transient piezoelectric analysis to find out the system's eigenmodes and frequencies to investigate the system's harmonic wave propagation characteristics. Because of this, they could investigate the characteristics of the propagation of harmonic waves.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling and simulation of a pipeline leak detection using smart inspection ball

2023

View full text Add to dashboard Cite

Recently, pipelines have replaced more carbon-intensive transportation methods making them more environmentally friendly for transporting energy and water supplies. However, pipelines can pollute the air, water, soil, and climate when they leak, causing economic, and environmental damage. Pipeline online monitoring provides data analysis and suitable controlling strategies to contain the risk. This paper proposes a three-dimensional numerical model simulation taking advantage of the fluids moving through pipelines at specific speeds. The transport speeds depend on many conditions, such as pipe diameter, the pressure through which the fluid is being transported, and other factors, such as terrain's topography and viscosity of the fluid. Under these conditions, the inspection approach uses a self-charging movable ball. The sensors inside the ball capture data as it travels through the pipe. The simulation focuses on spherical flow and pipe noise with and without leakage based on the COMSOL software platform. The paper shows the effect of several parameters, including leak location, sensor placement, ball diameter, sound pressure level propagation along a pipe and around the sphere, velocity, and temperature distribution that give the background for future smart ball design in a promising practical pipeline test project.

show abstract

Modelling and Simulation of SAW Sensor Using FEM

Cited by 15 publications

References 7 publications

Design Performance and Frequency Response Analysis of SAW-Based Sensor for Dichloromethane Gas Sensing Amidst the COVID-19

Design Performance and Frequency Response Analysis of SAW-Based Sensor for Dichloromethane Gas Sensing Amidst the COVID-19

Mô phỏng cảm biến thụ động không dây dạng sóng âm bề mặt sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp mô hình hóa trong Matlab /Simulink

Modeling and simulation of a pipeline leak detection using smart inspection ball

Contact Info

Product

Resources

About