[發明專利]射頻頻率感應器

無效

• 申請號: 201310124099.1
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN103884741A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 閆瑋祎
• 申請（專利權）人: 閆瑋祎
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明技術涉及對非可視性液體的無損檢測，能識別未知液體，用于安全檢測等領域.

背景技術

今年來，隨著射頻感應器技術在眾多領域的發展，其實用性已達到另人滿意的程度。射頻感應器技術已經大量應用于戰場偵察，環境檢測和工業控制等領域。尤其在單芯片電子標簽、多電子標簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標簽的遠距離識別等技術上應用廣泛。比較典型的應用實例為：跟蹤馬拉松比賽運動員，自動征收公路通行稅。

通常，射頻感應器主要可應用于測量：線性及旋轉的位置，線性及旋轉的位移，線性及旋轉的速度，流體的流動，液位，流體黏性和流體污染等。

射頻技術的主要優點為：

1.可在較高分辨率下應用

2.有效工作溫度高達1000攝氏度

3.能量消耗低達幾毫瓦，適于無線技術的應用

4.可在有色金屬，非有色金屬，混合材料，塑料，橡膠等多種材料上工作

5.與條碼磁條技術相比，無須直接接觸被檢測物體

射頻識別技術憑借上述優點，使其具備了普通識別技術所不可比擬的優勢。隨著近幾十年電子工業的發展，電子設備的集成化及小型化，射頻識別技術的高成本正在逐漸降低，而其市場價值已達100億美元。

目前射頻識別技術在我國仍需面臨的問題主要有：

1.成本2.應用的多樣性3.沒有統一的標準

發明內容

此項發明著力于使射頻識別技術在公共安全領域產生重要影響。本發明提供一種感應器，可在非可視的情況下判斷出容器中的液體。

本發明解決技術問題使用的技術方案是：制作感應器時，在選定矩形覆銅板上，利用研磨方法移除不需要的覆蓋銅箔來制作其微帶電路。微帶電路要求設計為集總電路模式，通過已知頻率和阻抗值計算帶長并將電路設計為曲折線結構，使其成為諧振電路。在微帶的兩邊打孔并裝配連接器后，將感應器與矢量網絡分析儀(VNA)連接，檢測其在空載狀態下的諧振波形，諧振頻率，及其它散射參數(s-parameter)。最終以此為基準，當感應器負載時，可根據諧振頻率及散射參數的變化對被測物體進行識別，達到無損檢測的目的。對被測物體的具體識別方法為：感應器負載后諧振頻率及散射參數的圖像均會發生位移，而不同液體所呈現的位移變化也不相同，造成位移差異的主要原因為1.相對介電常數(relative?permittivity?ε_r)，相對介電常數主要影響諧振頻率位移的差異。每種材料都有其獨立的相對介電常數，因此食用油造成的諧振頻率下降比水小，而水和鹽水造成的諧振頻率下降基本相同，這是對目標物進行識別的標準之一。2.影響插入損耗(insertion?loss)的因素為：介質損耗介電常數(dielectric?loss?permittivity?ε₂)，并由公式ε₂＝σ/ωε₀決定，其中σ為電導率，ω和ε₀為定值。不同材料擁有不同的電導值，且在純凈水中加入食鹽會使電導率增加，因此食用鹽水造成的插入損耗圖線位移大于純凈水。該因素可增強對不同材質的識別，并可識別如加入食鹽的純凈水等在原材料上添加外界物質的液體。

本發明的有益效果是：可在非可視非接觸的條件下，對目標液體進行識別，此感應器結構簡單，成本低廉。

附圖說明

下面結合附圖和實施實例對本發明進一步說明。

圖1為經研磨去掉多余銅鉑后的覆銅版基礎結構。

圖2為此感應器上銅箔構成的微帶電路的曲折形結構示意圖。

圖3為微帶曲折型結構在曲折處的設計草圖。

圖4為覆銅板上微帶電路與連接器位置的分布示意圖。

圖5為射頻連接器的側剖面圖。

圖6為覆銅板上連接器連接處的位置示意圖。

圖7為矢量網絡檢測儀上顯示的諧振電路頻率空載與負載標準波形示意圖。

圖8為矢量網絡檢測儀上顯示的此感應器在空載狀態下的某一峰值下諧振頻率波形示意圖，和各散射參數數值。

圖中1.被保留銅箔，2.電介質基板，3.覆銅板另一面銅鉑，4.銅箔構成的微帶電路，5.電介質基板，6.微帶電路，7.連接器在覆銅板上的嵌入位置，8.連接器支架，9.用于和電路相連的連接器插座，10.內部絕緣體，11.和電路相連的連接器插座，12.連接器支架。

具體實施方式

下面參照附圖對本實施例的一個實例進行說明