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实验室研究与探索2025年第01期:利用液体温变介电特性的微流体温度传感器

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘琦;陈子琛;王颖超;

单位:杭州电子科技大学电子信息学院;

摘要:针对实现温度无源无线传感的问题,设计了一种用于测试液体温变介电特性的微流体温度传感器。其主体结构为加载了2个对称缺陷结构的共面波导(Co-Planar Waveguide, CPW)传输线,2个缺陷结构上方放置了相同结构的微流通道。1个微流通道内注入蒸馏水用于温度感知,另1个微流通道内为空腔,作为参照以抵消环境影响。通过在电路仿真软件ADS中建立该传感器的等效电路模型,分析了带阻频率和温度之间的关系,以验证所设计温度传感器的理论可行性。然后利用液体介电特性的Debye弛豫模型获取不同温度下水的介电常数,并在电磁仿真软件HFSS中对该传感器结构进行仿真,进一步验证了用电磁参数实现温度传感的可行性。电磁仿真结果与电路仿真结果高度一致,证明了带阻频率与温度之间的高度相关性。因此,本设计利用带阻频率测试可实现30~95℃范围内的温度传感。

关键词:传感器;;谐振器;;共面波导;;微波传感器

基金资助:教育部产学合作协同育人项目(231107684223207)