[發明專利]一種基于電磁感應的無源濕度檢測系統

有效

• 申請號: 201911107579.0
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN112798651B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 毛蘭群;薛亦飛;于萍;蔣亞楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;A61B5/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

本發明公開了一種基于電磁感應的無源濕度檢測系統，所述濕度檢測系統包括濕度傳感器，所述濕度傳感器包括第一感應線圈和濕度響應單元，所述濕度響應單元與所述第一感應線圈形成導電回路，其中，所述濕度響應單元的阻抗隨環境濕度的變化而變化；讀出裝置，所述讀出裝置包括第二感應線圈和阻抗測量單元，所述讀出裝置包括第二感應線圈和阻抗測量單元，所述阻抗測量單元用于向所述第二感應線圈輸出第一交變電流，以使所述第二感應線圈與所述第一感應線圈耦合形成感應電流，并基于所述感應電流，獲取所述濕度響應單元當前所處環境的濕度。本發明實施例的濕度檢測系統，可利用電磁感應原理實現無線、無源濕度檢測，且結構簡單。

技術領域

本發明涉及濕度檢測技術領域，特別涉及一種基于電磁感應的無源濕度檢測系統。

背景技術

濕度是一種重要的環境參數，濕度的檢測和控制廣泛應用于食品生產和存儲、醫藥生 產和存儲、環境監測以及醫療健康等諸多領域。

在食品存儲領域，由于食品暴露在潮濕環境中容易變質，因此需要實時檢測環境的濕 度，以保持環境的干燥，而且由于食品一般具有包裝，因此一般需要在不破壞食品包裝的 條件下對包裝內部的食品環境濕度進行檢測，即實現無線濕度檢測，現有技術中利用無線 通信技術來實現無線濕度檢測，但是該方法會使濕度檢測裝置的結構過于復雜，體積過大， 還增加了成本，不利于大規模應用。

在醫療健康領域，呼吸是一項人體重要的生命體征，情緒變化、哮喘、癲癇等眾多生 理、病理過程都會在呼吸頻率和波形上有所體現，因此，呼吸監測也是一種疾病預防與診 療的重要方法。濕度響應是呼吸監測的方法之一，然而，現有的濕度檢測裝置由于體積過 大，設計不夠人性化等問題，大多會給患者帶來不適感，影響患者的就醫感受。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種基于電磁感應的無源濕度檢測系統，可利用電 磁感應原理實現無線、無源濕度檢測，具有較高的時間分辨率和靈敏度，且結構簡單，成 本低，有利于大規模應用在微型濕度檢測領域，尤其能夠在物體密封狀態下進行濕度檢測， 在食品醫藥以及呼吸監測等領域具有很高的應用價值。

為達到上述目的，本發明實施例提出了一種基于電磁感應的無源濕度檢測系統，包括： 濕度傳感器，所述濕度傳感器包括第一感應線圈和濕度響應單元，所述濕度響應單元與所 述第一感應線圈形成導電回路，其中，所述濕度響應單元的阻抗隨環境濕度的變化而變化； 讀出裝置，所述讀出裝置包括第二感應線圈和阻抗測量單元，所述阻抗測量單元用于向所 述第二感應線圈輸出第一交變電流，以使所述第二感應線圈與所述第一感應線圈耦合形成 感應電流，并基于所述感應電流，獲取所述濕度響應單元的當前所處環境的濕度。

本發明實施例的基于電磁感應的無源濕度檢測系統，先通過阻抗測量單元向第二感應 線圈輸出第一交變電流，使得第二感應線圈中有電流流過。進一步地，由于電磁感應效應， 與第二感應線圈相耦合的第一感應線圈中就會產生感應電流。由于濕度響應單元的阻抗隨 環境濕度的變化而變化，而且第一感應線圈中的感應電流的大小隨濕度響應單元的阻抗的 變化而變化，即上述感應電流的大小隨環境濕度的變化而變化，因此阻抗測量單元可根據 第一感應線圈的感應電流，獲取濕度響應單元的當前阻抗的環境濕度。由此，該檢測系統 可利用電磁感應原理實現無線、無源濕度檢測，具有較高的時間分辨率和靈敏度，且結構 簡單，成本低，有利于大規模應用在微型濕度檢測領域，尤其能夠在物體密封狀態下進行 濕度檢測，在食品醫藥以及呼吸監測等領域具有很高的應用價值。

另外，根據本發明上述實施例提出的基于電磁感應的無源濕度檢測系統還可以具有如 下附加的技術特征：

在本發明的一個實施例中，所述濕度響應單元包括傳感電極，所述傳感電極含有濕度 響應材料。

在本發明的一個實施例中，所述濕度響應材料包括氧化石墨烯、氧化石墨炔或氯化鋰。