[發明專利]用于測量固體和液體對象構成的阻抗傳感系統及方法

有效

• 申請號: 201080047815.5
• 申請日: 2010-09-22
• 公開（公告）號: CN102575998A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 鮑里斯·凱斯爾;尤里·尼科列諾克
• 申請（專利權）人: ADEM有限公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;武玉琴

1.一種諧振型阻抗傳感器，其為多線圈開口芯電感器或空芯電感器，所述傳感器包括至少兩個線圈，一個線圈為勵磁線圈，其可連接到至少一個具有掃頻的交流電流源，另一線圈為感應線圈，其可連接到至少一個數據處理系統，其中基于與所述電流源的電連接，所述勵磁線圈向所述感應線圈傳送能量，所述感應線圈生成探測電磁場，其中所述感應線圈的L、C、R參數能夠為測量測試對象在預設頻率下的阻抗提供諧振條件。

2.根據權利要求1所述的傳感器，進一步包括所述至少一個具有掃頻的交流電流源，其電連接到所述至少一個勵磁線圈。

3.根據權利要求2所述的傳感器，進一步包括至少一個所述數據處理系統，其與至少一個所述感應線圈通信連接，其中所述感應線圈的L、C、R參數為測量測試對象在預設頻率下的阻抗提供諧振條件。

4.一種阻抗傳感系統，其用于非接觸、非介入測量和分析氣體、液體和固體對象的目標化學和物理特性，包括：

(A)至少一個如權利要求1所述的諧振型阻抗傳感器；

(B)至少一個具有掃頻的交流電流源，其電連接到所述至少一個勵磁線圈；

(C)至少一個所述數據處理系統，其與至少一個所述感應線圈通信連接，其中所述感應線圈的L、C、R參數為測量測試對象在預設頻率下的阻抗提供諧振條件；以及

(D)控制系統，其與所述交流電流源和所述數據處理系統通信連接。

5.根據權利要求4所述的阻抗傳感系統，進一步包括固定裝置，從而將測試對象布置于緊靠所述傳感器的附近，使得由所述感應線圈感生出的電磁場能夠穿入所述測試對象。

6.一種通過諧振型阻抗傳感器測量對象的化學和物理特性的方法，所述方法包括：

(A)測量所述傳感器的自諧振頻率和振幅；

(B)放置包括至少一種分析物的測試對象；

(C)在存在所述測試對象的情況下測量傳感器的諧振頻率和振幅；

(D)計算由所述傳感器和所述測試對象之間的電磁作用引起的振幅和諧振頻率變化，從而確定所述測試對象的阻抗；以及

(E)將所述阻抗與預設校準數據匹配，以確定所述測試對象的所述化學或物理特性。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述傳感器為權利要求1所述的傳感器。

8.根據權利要求3所述的傳感器，其中所述數據處理系統具有高輸入阻抗。

9.根據權利要求8所述的傳感器，其中所述輸入阻抗大于10MΩ。

10.根據權利要求2所述的傳感器，其中所述交流電流源具有可調電流輸出。

11.根據權利要求1所述的傳感器，其中所述傳感器配置成圓柱形多線圈電感器。

12.根據權利要求11所述的傳感器，其中所述圓柱形多線圈電感器具有鐵氧體開口芯。

13.根據權利要求12所述的傳感器，其中所述鐵氧體開口芯配置成半壺芯。

14.根據權利要求12所述的傳感器，其中所述圓柱形多線圈電感器具有可調鐵氧體芯。

15.根據權利要求1所述的傳感器，進一步包括支持部件，其中所述線圈裝配于所述支持部件上。

16.根據權利要求15所述的傳感器，其中所述多線圈電感器是平面的。

17.根據權利要求15所述的傳感器，其中所述支持部件為PCB型或柔性支持元件。

18.根據權利要求11所述的傳感器，進一步包括支持元件，所述線圈配置成裝配于所述支持元件上的多線圈電感器。

19.根據權利要求18所述的傳感器，其中所述支持元件具有低介電系數。

20.根據權利要求19所述的傳感器，其中所述支持元件包括與所述已裝配的多線圈電感器接觸的含氟聚合物。

21.根據權利要求11所述的傳感器，進一步包括用于調節所述傳感器工作頻率的手段。

22.根據權利要求21所述的傳感器，其中所述用于調節的手段為可調匝間距離。

23.根據權利要求4所述的傳感系統，進一步包括用于容納所述氣體、液體或散裝物料測試對象的導管。