К теории газовых ПАВ-детекторов

Получено точное дисперсионное уравнение для распространения поверхностных акустических волн (ПАВ) на границе изотропного упругого полупространства, сцепленного с изотропным упругим слоем, свободным с другой стороны. С его помощью в предположении, что поперечная (сдвиговая вязкая) волна полностью затухает на толщине слоя, найдены приближенные выражения для малых изменений волнового числа ПАВ, вызванных реакцией нагрузки в виде: а) тонкого слоя упруговязкого «водоподобного» вещества; б) тонкого слоя вязкой жидкости; в) безграничного вязкого газа. В первых двух случаях слой представляет собой массовую нагрузку, влияющую на изменение фазовой скорости ПАВ. Газовая нагрузка в варианте (в) в первом приближении на фазовую скорость не влияет, а вызывает лишь затухание ПАВ, обусловленное излучением звуковой волны сжатия в безграничный газ. Для потерь в газе найдено выражение, уточняющее основную формулу известной приближенной теории Арцта и др. Окончательно получено приближенное выражение для волнового числа ПАВ на изотропной подложке, покрытой тонким слоем изотропного материала, за которым находится безграничный газ. Малое увеличение массы слоя из-за поглощения в нем молекул изучаемой газовой примеси приводит к пропорциональному ее концентрации уменьшению фазовой скорости ПАВ и частоты автогенератора ПАВ-детектора, играющего таким образом роль «микровесов».

surfase acoustic waves, isotropic substrate, Rayleigh’s equation, SAW phase velocity, SAW damping, Arzt’s formula, microbalance SAW gas detector, поверхностные акустические волны, изотропная подложка, уравнение Релея, фазовая скорость ПАВ, затухание ПАВ, формула Арцта, гравитометрический ПАВ-детектор

1. Поверхностные акустические волны / Под ред. А. Олинера. - М.: Мир, 1981. - 390 с.

2. Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. - М.: Наука, 1981. - 287 с.

3. Кайно Г. Акустические волны: устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов / Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 656 с.

4. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах. - М.: Радио и связь, 1990. - 416 с.

5. Кейлис-Борок В. И. Интерференционные поверхностные волны. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 168 с.

6. Богданов С. В., Левин М. Д., Яковкин И. Б. О существовании поверхностной волны в системе слой - полупространство / Акуст. журн. 1969. Т. 15. № 1. С. 12 - 16.

7. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: учебное пособие для вузов. В 10 т. Т. VII. Теория упругости. Изд. 5-е, стереот. - М.: Физматлит, 2001. - 264 с.

8. Исакович М. А. Общая акустика: учебное пособие. - М.: Наука, 1973. - 495 с.

9. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: учебное пособие. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. Изд. 3-е, перераб. - М.: Наука, 1986. - 736 с.

10. Slobodnik A. J. Jr. Attenuation of Microwave Acoustic Surface Waves Due to Gas Loading / J. Appl. Phys. 1972. Vol. 43. N 6. P. 2565 - 2568.

11. Малов В. В. Пьезорезонансные датчики. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 272 с.

12. Газовая хроматография / Труды III международного симпозиума по газовой хроматографии в Эдинбурге / Пер. с англ. Под ред. А. А. Жуховицкого, Н. М. Туркельтауба. - М.: Мир, 1964. - 557 с.