[发明专利]用于样品表征的介电感测

说明书

作为一个示例，流体监测装置包括介电微传感器，所述介电微传感器包括集成到微流体通道中的电容感测结构。所述微流体通道包括流体输入部以接收被测样品(SUT)的样品体积。发射器将输入射频(RF)信号提供到所述微传感器的RF输入。接收器从所述微传感器接收输出RF信号。计算设备计算基于所述输出RF信号在时间间隔上变化的所述SUT的介电常数值。所述计算设备可以基于所述时间间隔的至少一部分上的所计算的介电常数值来确定至少一个介电常数参数。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月15日提交的题为“传感器、装置、系统及其制造方法”的美国临时专利申请No.62/279467的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于确定样品的性质的介电感测。

背景技术

材料的复介电常数相对于频率的定量测量(例如，介电谱，也称为DS)可以是应用广泛的强大监测技术。例如，DS可用于石油工业中的石油化学分析、用于安全或防御目的的物质分析、农业中的土壤水分监测、酒精饮料生产过程中的发酵监测、食品质量/安全监测和制药业中的药物开发。DS还可以用作生物医学领域的分析工具，其作为一种无标记、非破坏性和实时的方法，用于在样品制备最小化的情况下研究射频(RF)/微波场与生物/生化样品的相互作用。利用DS研究了生物材料的关键分子特征(诸如人体血液、脊髓液、乳房组织和皮肤)以用于疾病检测和临床诊断。典型的DS系统往往很大且昂贵，使得它们在某些情况下成本过高。

发明内容

本公开涉及传感器系统、制造传感器的方法和使用传感器的方法。

作为一个示例，一种流体监测装置，包括介电微传感器，该介电微传感器包括集成到微流体通道中的电容感测结构。该微流体通道包括流体输入部以接收被测样品(SUT)的样品体积。发射器向微传感器的RF输入提供输入射频(RF)信号。接收器从微传感器接收输出RF信号。计算设备计算基于输出RF信号在时间间隔上变化的SUT的介电常数值。计算设备可以基于在时间间隔的至少一部分上所计算的介电常数值来确定至少一个介电常数参数。

作为另一示例，一种系统包括传感器接口，该传感器接口包括：输出，被配置为电连接到感测装置的输入；以及输入，被配置为电连接到感测装置的输出。传感器接口包括：发射器，用于向输出提供输入射频(RF)信号；以及接收器，用于从输入接收输出RF信号，其中所述输出RF信号提供感测装置中的被测样品(SUT)的介电常数的量度。计算设备计算基于输出RF信号在时间间隔上变化的SUT的介电常数值。计算设备可以基于在时间间隔的至少一部分上所计算的介电常数值来确定至少一个介电常数参数。

作为另一示例，一种方法，包括向介电微传感器提供输入射频(RF)信号。该方法还包括响应于输入RF信号从介电微传感器接收输出RF信号。RF输出信号表示设置在介电微传感器中的被测样品(SUT)的阻抗的量度。该方法还包括计算基于输出RF信号在测量时间间隔上变化的SUT的介电常数值。该方法还包括分析在测量时间间隔的至少一部分上的SUT的介电常数值，以确定SUT的至少一个介电常数参数。

附图说明

图1描绘了样品监测装置的示例。

图2描绘了介电微传感器的示例的俯视图。

图3描绘了沿着3-3线截取的图2的介电微传感器的示例。

图4是图2的示例传感器的组装图。

图5描绘了另一介电微传感器的示例。

图6描绘了作为时间函数的标准化介电常数的示例，其示出了介电常数参数的示例。

图7是多个不同样品的作为时间函数的介电常数的曲线图。

图8描绘了表现出不同凝结性质的多个样品的介电常数的示例。