声波传感器是适应微传感器和微机电系统发展趋势的一种新型传感器,主要包括声表面波传感器、兰姆波传感器、乐甫波传感器等。其中,乐甫波传感器由于最适于液体特征参数检测而受到了广泛关注。与声表面波器件和兰姆波器件相比,乐甫波器件的结构较为复杂,因此它作为研究热点的同时也是声波传感领域的研究难点。首先,本论文阐述了液体介电常数等特征参数检测的重要意义及当前的常用检测方法;介绍了三种声波器件的结构、原理和应用特点,并通过比较分析表明了乐甫波器件用于液体特征参数检测的优越性;在综述国内外乐甫波研究现状的基础上,本论文以乐甫波传播特性与液体介电常数等特征参数传感特性研究为核心,包括理论建模、数值仿真和实验测试。在乐甫波传播特性的研究中,论文从压电介质的耦合波方程和声场分量的表达式着手,根据层状介质的声波传播理论,采用部分波理论和表面有效介电常数方法,建立了包括常规乐甫波、弧矢乐甫波和广义乐甫波的三种乐甫波模式理论模型。结合乐甫波器件的实际制作条件,以“PZT-5H压电陶瓷/二氧化钛非压电薄膜”和“钽酸锂压电单晶/SU-8光刻胶薄膜”为例,仿真分析了乐甫波的传播特性,包括能量泄漏、传播模态、频散特性、机电耦合系数等,并总结得出了一些有意义的结论。在乐甫波液体特征参数检测的研究中,论文从液体的波动特性入手,建立了“压电材料-非压电薄膜-液体”三层结构的乐甫波理论模型,并研究了负载液体的乐甫波能量泄漏、激发效率等。基于上述模型,详细研究了乐甫波的液体介电常数传感特性,根据灵敏度和机电耦合系数深入分析了相应的乐甫波器件优化设计,同时也探讨了乐甫波的液体机械参数传感特性。最后,根据理论建模和数值仿真中得出的研究结论,结合乐甫波器件的实际制作条件,设计制作了两组乐甫波器件,并通过网络分析仪进行了实验测试。实验结果验证了本文乐甫波传播特性与液体介电常数传感特性的正确性,表明了乐甫波器件应用于液体介电常数检测的有效性。