[發(fā)明專利]一種基于太赫茲等離子增強(qiáng)效應(yīng)的濕度傳感器及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711305030.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108088810B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳麟;殷恒輝;張悅;賴思琦;朱亦鳴;葛一凡;臧小飛;莊松林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3586
• 分類號(hào): G01N21/3586;G01N21/3554;G01N21/3504;G01N21/552
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種濕度傳感器，基于太赫茲等離子增強(qiáng)效應(yīng)對(duì)周圍空氣的濕度進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括：

機(jī)架；

移動(dòng)單元，設(shè)置在所述機(jī)架上，包含螺旋測(cè)微器以及刻度板；

稱重臺(tái)，設(shè)置在所述移動(dòng)單元上，在所述移動(dòng)單元的帶動(dòng)下進(jìn)行上下移動(dòng)；

光柵，設(shè)置在所述稱重臺(tái)上；以及

棱鏡單元，包括設(shè)置在所述機(jī)架上的夾持組件以及由該夾持組件夾持的棱鏡，用于接收所述太赫茲光，并與所述光柵進(jìn)行耦合產(chǎn)生共振峰，該共振峰的頻點(diǎn)為0.75THz，同時(shí)空氣中水汽在0.75THz也有一個(gè)吸收峰，兩個(gè)峰值重合，幅值疊加，

其中，所述棱鏡的折射率大于空氣的折射率，所述光柵為具有在摻雜硅上刻蝕周期性凹槽結(jié)構(gòu)的光柵，

旋動(dòng)所述螺旋測(cè)微器調(diào)節(jié)所述光柵與所述棱鏡之間的距離，直至出現(xiàn)所述共振峰，處理輸出部根據(jù)該共振峰進(jìn)行處理，將得到的太赫茲波的時(shí)域數(shù)據(jù)導(dǎo)出，繼續(xù)上述的操作，其他條件不變，只改變空氣周圍的濕度，然后根據(jù)不同濕度得出不同的太赫茲波的時(shí)域數(shù)據(jù)，經(jīng)過傅立葉變換得到頻域光譜圖，所述頻域光譜圖中不同的相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)不同的幅值，將幅值提取建立關(guān)于空氣濕度的數(shù)據(jù)庫，從而在以后測(cè)量空氣中濕度時(shí)可以直接作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于：

其中，所述刻度板的最小刻度為1μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于：

其中，所述凹槽的結(jié)構(gòu)尺寸為：槽寬為10~50μm，周期為30~100μm，槽深為40~80μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濕度傳感器，其特征在于：

其中，所述光柵中兩個(gè)所述凹槽之間的距離為30μm，所述槽寬為30μm，所述槽深為60μm，所述光柵與所述棱鏡之間的距離為87μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于：

其中，所述棱鏡為特氟龍棱鏡。

6.一種基于太赫茲等離子增強(qiáng)效應(yīng)的濕度傳感系統(tǒng)，用于檢測(cè)濕度，其特征在于，包括：

太赫茲波產(chǎn)生部，用于產(chǎn)生太赫茲波；

濕度傳感器，用于接收設(shè)施太赫茲波并產(chǎn)生共振峰；以及

處理輸出部，用于對(duì)所述共振峰進(jìn)行處理得到相應(yīng)的時(shí)域數(shù)據(jù)，

其中，所述濕度傳感器為權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的濕度傳感器。