[發明專利]基于LC諧振的無源無線溫度壓強集成式傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010090844.5
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111289169B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 楊雷;武湛君;劉科海;高東岳;申薛靖
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;G01K7/34
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種基于LC諧振的無源無線溫度、壓強集成式傳感器，其特征在于包括：對溫度進行感應的溫度感應單元和對壓強進行感應的壓強感應單元；

所述溫度感應單元包括開口諧振環(1)，所述開口諧振環(1)的外部包裹有介電陶瓷材料(2)，所述介電陶瓷材料(2)具有隨溫度線性變化的介電常數；

所述壓強感應單元包括開口諧振環I(4)和柔性膜片(5)，所述開口諧振環I(4)粘貼在柔性膜片(5)的中心，所述柔性膜片(5)為耐高溫橡膠材料；

所述溫度感應單元和壓強感應單元通過套筒(3)連接構成集成式傳感器；所述套筒(3)套接在溫度感應單元的外部，所述柔性膜片(5)粘貼在套筒(3)的上表面，工作狀態下當外界壓強變化時，柔性膜片(5)發生變形使膜片上的開口諧振環I(4)與下方的介電陶瓷材料(2)之間的距離發生變化，導致開口諧振環I(4)的諧振頻率相應發生變化從而實現對壓強的感應；

當溫度T變化時，溫度感應單元和壓強感應單元的諧振頻率都發生變化；當壓強P變化時，只有壓強感應單元的諧振頻率發生變化；

f_T＝c₁·T+c₂

f_P＝c₃·T+c₄·P+c₅

通過對溫度和壓強進行標定確定上式中的各個系數，實現對溫度和壓強的同時測量，其中，fT和fP分別為溫度感應單元和壓強感應單元的諧振頻率。

2.根據權利要求1所述的集成式傳感器，其特征還在于：所述開口諧振環(1)和開口諧振環I(4)的尺寸相同，但由于周圍介質的區別，諧振頻率不同。

3.根據權利要求1所述的集成式傳感器，其特征還在于：所述套筒(3)稍高于溫度感應單元的高度。

4.一種如權利要求1-3任意一項所述的集成式傳感器的制備方法，其特征在于：包括：

步驟一：采用機械沖壓或激光切割制作開口諧振環；

步驟二：制作溫度感應單元，具體為：采用放電等離子燒結技術，先將適量陶瓷粉末倒入磨具并壓實，然后將開口諧振環平放于中心位置，再倒入等量陶瓷粉末，在高溫高壓下燒結成型；

步驟三：制作壓強感應單元，具體為：將開口諧振環I(4)用高溫膠粘貼于柔性膜片(5)上，在套筒(3)上表面涂抹高溫膠，將柔性膜片(5)張緊粘貼于套筒(3)上，開口諧振環I(4)朝下并位于套筒(3)中心位置，裁剪掉多余的柔性膜片(5)；

步驟四：將壓強感應單元套接在溫度感應單元外部。