近些年来,国内屡次发生重大自然灾难以及矿难事件,这些自然灾难和人为事故对我们国家人民生活留下了深深的创伤,对国家和人民造成了无法估量的损失。然而现在市场上的生命探测装置在矿难救援方面依旧存在一些缺陷,因此本项目针对矿难救援用生命体征探测需求,研究并设计一款采用声表面波传感技术的生命体征探测系统。本文首先分析了国内外声表面波传感技术和生命体征探测系统的发展情况,通过对多款生命探测方法技术研究与比较,确定了以声表面波传感技术为基础的生命体征探测的整体方案。利用声表面波在不同气体条件下具有不同频率特性,进行声表面波传感器件设计。通过对基于不同压电材料的声表面波传感器件性能测试,确定钽酸锂作为本项目的压电材料。仿真设计了不同结构类型叉指换能器,并进行性能测试,最终选定均匀型叉指换能器。进一步对叉指换能器的周期、孔径和电极对数等参数进行设计,运用模拟仿真软件进行性能验算,通过热蒸发进行薄膜制备和光刻十步法进行叉指换能器图形的制作。鉴于需要检测甲烷和二氧化碳两种气体浓度,所以选用了氧化锡与聚乙烯亚胺作为气体敏感薄膜材料,并且通过提拉法和旋转涂胶法以及后期的退火流程制备出气体敏感薄膜,在显微镜下对各部分进行效果检查和封装,传感器测试表明所研发传感器性能满足检测需求。对生命体征探测系统进行整体设计与研究。本项目针对生命探测的要求,设计成携带终端和接收端两部分,利用研发的声表面波传感器件在携带终端实时采集数据,经过信号调理后数据再由无线传输部分发送出去。接收端接收探测信号分析处理,然后用触摸屏显示,触摸屏软件利用MCGS编写,利用Labview设计了上位机人机交互界面,显示生命体征参数。最后完成了系统集成、调试,系统测试表明整套装置可以及时有效探测到被测人员的生命体征信息,结果显示系统输出稳定,各项指标均符合设计的要求。