[發明專利]無源無線的檢測裝置

有效

• 申請號: 202010112664.2
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111272832B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 朱真;王蜜;王穎瀛;張光曙
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種無源無線的檢測裝置，其特征在于，包括：檢測通道，電容通道，電感通道和讀取器件，其中：

所述電容通道與所述電感通道連接，液態導電材料注入所述電容通道和所述電感通道，形成諧振電路；

所述電容通道，包括第一電容極板通道和第二電容極板通道；

所述檢測通道，設置于第一電容極板通道和第二電容極板通道之間，用于當液滴或氣泡或微粒經過所述檢測通道，第一電容極板通道和第二電容極板通道之間的介電常數發生變化，使得電容通道的電容值發生變化，從而諧振電路的諧振頻率發生變化；

所述讀取器件，用于讀取諧振電路的諧振頻率，并依據所述諧振頻率檢測得到對應的液滴或氣泡或微粒的信息；在液滴或氣泡或微粒接觸所述檢測通道內壁時，采用以下公式計算液滴或氣泡或微粒的體積：

Δf_s＝K₁·K₂·V_droplet，

其中，Δf_s表示諧振頻率的變化值，

L_s、C_s分別是諧振電路的電感值和電容值，

A、D分別表示第一電容極板通道和第二電容極板通道之間的正對面積和間距，V_capacitor是第一電容極板通道和第二電容極板通道之間包含的體積，ε₁、ε₂分別是第一電容極板通道和第二電容極板通道之間的液滴或氣泡或微粒的相對介電常數和除液滴或氣泡或微粒之外其他物質的相對介電常數，ε₀表示真空介電常數。

2.根據權利要求1所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，包括：微流控芯片基板，所述檢測通道、所述電容通道和所述電感通道由基于PDMS材質的微流道構成，并集成于所述微流控芯片基板。

3.根據權利要求1所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述電感通道，包括電感入口和電感出口，所述電感入口和電感出口之間包括多層電感線，所述多層電感線由通道按照螺旋狀形成。

4.根據權利要求3所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述第一電容極板通道與所述電感入口連接，所述電感出口與所述第二電容極板通道連接。

5.根據權利要求2所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，當檢測對象為液滴時，包括：液滴產生結構，集成于所述微流控芯片基板，包括第一流體入口和第二流體入口，第一流體入口與第二流體入口交于交匯點，交匯點與所述檢測通道連接。

6.根據權利要求1所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述讀取器件結合所述檢測通道的尺寸，計算液滴或氣泡或微粒的長度。

7.根據權利要求1所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述讀取器件在液滴或氣泡或微粒未接觸所述檢測通道內壁時，采用以下公式計算液滴或氣泡或微粒的體積：

其中，Δf_s表示諧振頻率的變化值，

L_s、C_s分別是諧振電路的電感值和電容值，

r表示液滴或氣泡或微粒的半徑，2r表示液滴或氣泡或微粒的長度，4/3·πr³為液滴或氣泡或微粒的體積。

8.根據權利要求6或7所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述讀取器件采用以下公式計算液滴或氣泡或微粒的速度S_droplet：

其中，L_capacitor表示電容通道的長度，l_droplet表示液滴或氣泡或微粒的長度，Δt表示液滴或氣泡或微粒經過電容通道的時間。

9.根據權利要求1所述的無源無線的檢測裝置，其特征在于，所述讀取器件根據諧振頻率的變化次數，計算液滴或氣泡或微粒的數量。