[發明專利]一種基于超表面結構的食用油種類微波檢測系統

在審

• 申請號: 201810857288.2
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108645872A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 黃杰;徐國慶;魏治華;劉旭揚;劉禹奇;倪星生
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01N27/22
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

本發明公開了一種基于超表面結構的食用油種類微波檢測系統，包括矢量網絡分析儀、同軸?波導轉換器、矩形波導和超材料傳感器，矢量網絡分析儀通過同軸?波導轉換器與矩形波導的前端連接，矩形波導的后端與超材料傳感器連接，超材料傳感器內設有待測食用油；矢量網絡分析儀發射的掃頻信號經同軸?波導轉換器和矩形波導傳輸后激勵在超材料傳感器上，由于不同種類的食用油的介電常數不同，超材料傳感器的吸收頻點也不同，產生相應的反射信號經矩形波導和同軸?波導轉換器傳輸后由矢量網絡分析儀接收，根據得到的反射信號判斷待測食用油的種類。其能夠有效鑒定食用油的種類，靈敏度高，精確度高，檢測操作簡便快捷，受環境影響小，不受場地的限制。

技術領域

本發明涉及油脂檢測技術領域，具體涉及一種基于超表面結構的食用油種類微波檢測系統。

背景技術

植物油是人們日常烹飪中必可不少的食用油脂，它的品質關系著國民健康水平，對市場上食用油進行定期抽檢是保證國民健康水平的重要手段。雖然有些造假植物油可以根據油脂的顏色、透明度、氣味等方面進行初步辨別，但是隨著造假技術的提高，這種方法在快速檢測植物油品質方面已捉襟見肘，只有將樣品送至專業實驗室使用專業設備才能準確鑒定。在各類造假方法中，利用劣質低價油來假冒品牌高價油的造假方法尤為普遍，如利用菜籽油假冒橄欖油、色拉油假冒橄欖油等，這種假冒偽劣植物油一旦流入市場，不僅會對國民健康水平造成威脅，同時也會影響到食用油市場的健康穩定發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于超表面結構的食用油種類微波檢測系統，其能夠有效鑒定食用油的種類，靈敏度高，精確度高，檢測操作簡便快捷，受環境影響小，不受場地的限制。

本發明所述的基于超表面結構的食用油種類微波檢測系統，包括矢量網絡分析儀、同軸-波導轉換器、矩形波導和超材料傳感器，所述矢量網絡分析儀通過同軸-波導轉換器與矩形波導的前端連接，所述矩形波導的后端與超材料傳感器連接，所述超材料傳感器內用于接觸或容置待測食用油；所述矢量網絡分析儀發射的掃頻信號經同軸-波導轉換器和矩形波導傳輸后激勵在接觸或容置待測食用油的超材料傳感器上，產生相應的反射信號經矩形波導和同軸-波導轉換器傳輸后由矢量網絡分析儀接收；計算接收和發射掃頻信號功率的比值，將單位轉化成dB，即測得超材料傳感器的反射率，作出頻率-反射率的關系曲線，反射谷對應的頻率即為超材料傳感器的吸收頻點；由于不同種類的食用油的介電常數不同，超材料傳感器的吸收頻點也不同，根據測得的吸收頻點與數據庫對照即可判斷待測食用油的種類。

進一步，所述超材料傳感器包括從上至下依次設置的諧振單元、第一襯底、微流道層、第二襯底和金屬背板，所述諧振單元包括四個相同的W形諧振器，分別放置在第一襯底上表面的左上、右上、左下和右下四個方向，組合而成的諧振單元的外輪廓為正方形，四個W形諧振器的底部開口位于正方形的四個角，諧振單元的中心與第一襯底的中心重合；四個W形諧振器互不接觸，兩兩之間存在間隙。

進一步，所述W形諧振器包括對稱設置的右半部和左半部，所述右半部包括依次連接的第一連接塊、第二連接塊和第三連接塊，所述第一連接塊和第三連接塊分別設于第二連接塊的兩側，第一連接塊與第二連接塊的夾角為45°，第三連接塊與第二連接塊的夾角為135°，所述第三連接塊的自由端與左半部連接。

進一步，所述諧振單元四周開口寬度g＝0.275mm，W形諧振器兩兩之間的間隙s＝0.175mm，所述第一連接塊、第二連接塊和第三連接塊的寬度W1＝0.5mm。

進一步，所述微流道層朝向諧振單元的一面設有雙螺旋通道，用于容置待測食用油，雙螺旋通道主體的兩端分別通過雙螺旋通道進口或雙螺旋通道出口與外部連通；所述微流道層選用介電常數ε_r＝2.2，磁導率μ_r＝1，損耗正切角＝0.04的聚甲基丙烯酸甲酯介質材料，厚度t1＝0.8mm。

進一步，所述雙螺旋通道的結構參數為：寬度W2＝0.35mm，深度D＝0.4mm，間距V＝0.15mm。