自上世纪末以来，利用化学武器制造恐怖活动已成为全球关注的问题。为此，化学武器的现场检测技术得到了较快的发展。应对化学恐怖袭击最有效的策略是：在造成大范围人员伤亡之前及时检测出毒剂并采取相应措施，将事故规模和社会影响降到最小。为满足这个需求，检测技术应具有：灵敏度高，响应时间短，识别能力强、成本低、操作简便以及便于机动的特点。在众多传感器技术中，声表面波(SAW)传感器能较好地满足上述要求，是一种具有前景的候选技术。本文研究了检测毒剂的声表面波传感器。对器件结构和聚合物敏感膜的制备工艺进行研究，以提高传感器灵敏度；设计和制作了声表面波传感器阵列的电路；最后将传感器组成阵列以提高传感器的分辨能力，其主要内容包括以下几个方面：1.采用表面横波器件作为基底，用于制备乐甫波器件，并对其进行详细研究，从而获得同时具有高质量灵敏度和低插损的器件。使用散射矩阵理论对表面横波器件进行仿真，仿真结果与实验相吻合。为获得最佳c轴取向的氧化锌波导薄膜，对溅射工艺进行优化，最终结果为氩氧比1:1，基片温度300℃，溅射气压2Pa。薄膜的生长速率为600nm/h。器件的插损最初随着波导层厚度增加而减小，当厚度达300nm之后，插损开始增大；质量灵敏度则是先增加后减小，在厚度为600nm时，达到最大值625cm2g1；品质因素(Q值)是单调减小。所制备的乐甫波器件在插损和Q值方面均优于传统器件。2.基于振荡器的工作原理，研究了声表面波传感器振荡电路的开环设计方法。测量振荡电路的开环环路的频率特性(S21参数)，使用匹配电感或者移相滤波器进行相位补偿。为了精确测量传感器的频率信号和消除温度干扰，设计了双通道声表面波传感器振荡电路，其包括两个振荡环路、一个混频器、一个低通滤波器和一个TTL整形电路。为屏蔽电磁干扰和缩短传感器的响应时间，设计了金属测试腔，其内部容积仅为100L。该电路输出的频率信号在2000秒内漂移量小于30Hz，满足传感器应用的需求。基于双通道振荡电路的设计经验，制作了声表面波传感器阵列电路。该阵列包括三个传感器和一个参考器件。三个传感器的测试腔串联贯通，参考器件不接触被测蒸汽。3.研究了敏感膜的气喷沉积工艺。为了增加薄膜厚度，提高传感器的灵敏度，对气喷工艺进行了优化，以减小敏感膜表面的粗糙度。实验发现：(1)减小溶液流量，可缩小液滴尺寸，改善薄膜表面的粗糙度；(2)降低溶液浓度有助于改善薄膜粗糙度；(3)喷嘴与器件之间的距离对薄膜表面粗糙度影响很大。4.综合上述研究成果，构建了声表面波传感器阵列，与主成分析相结合，实现对毒剂的定性分析。分别涂覆聚甲基-{3-[2-羟基-4,6-二(三氟甲基)]苯基}-丙基硅氧烷(DKAP)、聚环氧氯丙烷(PECH)和乙基纤维素(ECEL)的三个传感器对不同的有机蒸汽进行检测，每种蒸汽均具有独特的响应样式。涂覆DKAP的传感器对DMMP的灵敏度大约为30078Hz/(mg/m3)，理论最低检测门限为0.00299mg/m3。使用主成分分析方法对甲基磷酸二甲酯(DMMP)、二氯戊烷(DCP)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)、1,2-二氯乙烷、甲苯、煤油和乙醇的响应进行分析。结果表明DMMP和DCP能与其他蒸汽清楚地区分开，这两者分别是神经性毒剂和芥子气的模拟剂。两个主成分之和代表了96.154%的信息，说明该传感器阵列能够识别出上述两种模拟剂。