[發明專利]一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統有效
| 申請號： | 201810141901.0 | 申請日： | 2018-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN108333228B | 公開（公告）日： | 2020-08-04 |
| 發明（設計）人： | 王靜;董蘇;朱明山;王峰;王詩兵;王中心;趙佳;韓波;史曉鳳 | 申請（專利權）人： | 安徽大學;阜陽師范大學;國網安徽省電力公司阜陽供電公司 |
| 主分類號： | G01N27/22 | 分類號： | G01N27/22 |
| 代理公司： | 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120 | 代理人： | 陳波 |
| 地址： | 230601 安徽省*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 微流控 變壓器 油微水 檢測 系統 | ||
1.一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統，包括微流控芯片(1)、檢測電路(2)、微處理器(3)與上位機(4)，其特征在于：所述微流控芯片(1)電連接所述檢測電路(2)，所述檢測電路(2)電連接所述微處理器(3)，所述微處理器(3)電連接所述上位機(4)；
所述微流控芯片 (1)包括測試油注入池(1-1)、測試油注入閥(1-2)、叉指正電極(1-3)、叉指負電極(1-4)、測試油通道閥(1-5)、標準油通道閥(1-6)、標準油注入閥(1-7)、標準油注入池(1-8)、叉指電極表面覆蓋的聚酰亞胺感濕介質(1-9)、絕緣層(1-10)與硅襯底(1-11)，所述絕緣層(1-10)設置在所述硅襯底(1-11)的上表面；
在所述微流控芯片(1)中，由6塊相同的所述叉指正電極(1-3)和6塊相同的所述叉指負電極(1-4)組成測試油檢測通道，分別標記為PL1、PL2、PL3、PL4、PL5、PL6和NL1、NL2、NL3、NL4、NL5、NL6，由6塊相同的所述叉指正電極(1-3)和6塊相同的所述叉指負電極(1-4)組成標準油檢測通道，分別標記為PR1、PR2、PR3、PR4、PR5、PR6和NR1、NR2、NR3、NR4、NR5、NR6，所述測試油通道閥(1-5)的開通和閉合形成兩種不同的流體微通道，所述流體微通道內有表面覆蓋有聚酰亞胺感濕介質(1-9)的叉指結構，當所述聚酰亞胺感濕介質(1-9)吸濕后，其介電常數發生變化，所述叉指正電極(1-3)與所述叉指負電極(1-4)之間形成的電容容量發生變化，所述測試油通道閥(1-5)與所述標準油通道閥(1-6)獨立操控互不影響；
所述檢測電路由CAV424芯片及外圍電路組成，所述標準油檢測通道內的所述叉指正電極(1-3)與所述叉指負電極(1-4)構成參考電容分別從PR、NR兩個電極引線端子引出，所述測試油檢測通道內的所述叉指正電極(1-3)與所述叉指負電極(1-4)構成被測電容分別從PL、NL兩個電極引線端子引出。
2.根據權利要求1所述的一種基于微流控的變壓器油微水檢測系統，其特征在于：所述標準油檢測通道內的所述叉指正電極構成的參考電容接所述CAV424芯片的16引腳，所述測試油檢測通道內的所述叉指正電極與所述叉指負電極構成的被測電容接所述CAV424芯片的14引腳，所述CAV424芯片輸出電壓可表示為：
式中，分別為參考電容和被測電容的充電電壓振幅，VM為參考電壓，Gain為RL1和RL2調節的低通濾波器放大倍數；電容充電電壓振幅值又可以表示為：
式中fosc為參考振蕩器的頻率，VClamp為電容式積分器的放電電壓且內部鉗位成固定值，CX雜為芯片內部雜散電容，CX為芯片外接電容，電容式積分器的電流ICX是由外接電阻RCX和參考電壓VM來確定：
將式(2)、(3)代入(1)中，令參數
忽略芯片內部雜散電容CX1雜和CX2雜，CX1和CX2分別為參考電容和被測電容，令參數則
所述CAV424芯片的輸出電壓信號值與所述參考電容和所述被測電容差值呈線性關系，當所述被測電容的大小與所述參考電容的大小越接近，輸出值越接近參考電壓值。
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