[发明专利]基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测装置及检测方法

权利要求书

1.基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测装置，其特征在于，包括人机交互装置、检测处理电路、包含激励线圈的检测探头以及采用磁性纳米线阵列制成的微芯片，所述检测探头依次与检测处理电路和人机交互装置连接，所述微芯片用于放入待测流体中，所述检测探头用于在待测流体的正上方为微芯片提供交变磁场并检测微芯片的实时振动信号；

所述微芯片是通过模板电化学沉积法或溶液凝胶法，在第一基底上制备竖直的磁性纳米线阵列所制成的；

所述检测处理电路包括锁相放大器和微处理器，所述检测探头的一端通过微处理器与人机交互装置连接，所述检测探头的另一端与锁相放大器的信号输入端连接；

所述磁性纳米线阵列的密度为7-10g/cm³，直径为10-200nm，高度为50-1000nm；

所述激励线圈为带有引线的螺旋状的线圈。

2.根据权利要求1所述的基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测装置，其特征在于，所述激励线圈是采用MEMS工艺在第二基底上制作导电的螺旋线，并将螺旋线两端跳线引出所制成的。

3.根据权利要求1所述的基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测装置，其特征在于，所述人机交互装置包括LED触摸显示屏、开关、按钮和旋钮。

4.采用权利要求1所述的流体粘度检测装置的基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测方法，其特征在于，包括：

S1、将采用磁性纳米线阵列制成的微芯片浸没在待测流体中；

S2、将检测探头放置在待测流体的上方且使得检测探头位于微芯片的正上方后，对检测探头的激励线圈施加交变信号，使得检测探头和微芯片之间形成互感耦合；

S3、采用检测探头检测微芯片的实时振动信号并发送到检测处理电路；

S4、采用检测处理电路对微芯片的实时振动信号进行处理后，获得微芯片的振动幅度与输入交变信号的频率之间的振动变化关系曲线；

S5、获取振动变化关系曲线的极值处的频率作为微芯片在待测流体中的谐振频率；

S6、计算微芯片在空气中与待测流体中的谐振频率之差，进而计算获得待测流体的粘度。

5.根据权利要求4所述的基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括以下步骤：

S01、将采用磁性纳米线阵列制成的微芯片裸露在空气中；

S02、将检测探头放置在微芯片的正上方后，对检测探头的激励线圈施加交变信号，使得检测探头和微芯片之间形成互感耦合；

S03、采用检测探头检测微芯片的实时振动信号并发送到检测处理电路；

S04、采用检测处理电路对微芯片的实时振动信号进行处理后，获得微芯片的振动幅度与输入交变信号的频率之间的振动变化关系曲线；

S05、获取振动变化关系曲线的极值处的频率作为微芯片在空气中的谐振频率。

6.根据权利要求5所述的基于纳米线垂直阵列的流体粘度检测方法，其特征在于，所述步骤S6，其具体为：

计算微芯片在空气中与待测流体中的谐振频率之差，进而根据下式计算获得待测流体的粘度：

η=(2πρdΔf)2πf0ρl]]>

上式中，η表示待测流体的粘度，ρ表示微芯片所采用材料的密度，ρ_l表示待测流体的密度，d表示微芯片的厚度，Δf表示微芯片在空气中与待测流体中的谐振频率之差，f₀表示微芯片在空气中的谐振频率。