[发明专利]一种太赫兹食用油检测芯片及食用油的检测方法

说明书

本发明提出一种太赫兹食用油检测芯片及食用油的检测方法；本发明通过设计高效波导传输装置即共面波导及其高效的能量输入端，和表面等离子体激元激发谐振环共振，产生高Q值(200～300)的谐振峰，通过检测仪来观察谐振峰：一、可以实现不同食用油的高灵敏度太赫兹检测，解决对食用油成分快速检测的科学难题，为后期的科学研究工作和解决现实生活问题奠定基础；二、在实际应用中操作简便，提高太赫兹波段传感器检测效率。

技术领域

本发明涉及食用油检测技术领域，尤其涉及一种太赫兹食用油检测芯片及食用油的检测方法。

背景技术

不同类型的食用油在经过多次高温加热后，它的结构会发生变化，生成苯并芘这样环状结构的有害物质。长期食用对人体健康有很大影响。目前比较精确检测实用油的方法为顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法，电导率法，高效液相色谱法，离子色谱法，近红外光谱法，核磁共振谱法等。其中顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法即用顶空固相微萃取微量外源杂质成分，再用气相色谱质谱联用法测定乙酸等微量物质。电导率法是测水相电导率值，但此法目前只能作为对金属离子总含量的半定量分析。高效液相色谱法是通过测定反复使用油中胆固醇的含量来进行鉴别。离子色谱法是测定油样品水萃取液中阴离子组成及含量，从而定性分析食用油脂中是否掺杂地沟油，此法在精度上还有些欠缺。近红外光谱法是根据植物油对近红外光谱的吸收，利用885nm与897nm两条谱线的光强比值差异进行鉴别。核磁共振谱法则是通过检测油样品的核磁共振氢谱、碳谱并观察其峰值的变化来实现鉴别，这些测量方法原理复杂，操作较困难，存在着一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种灵敏度高、操作简单且应用范围广的太赫兹食用油检测芯片及食用油的检测方法。

为达到上述目的，本发明提出一种太赫兹食用油检测芯片；其特征在于，包括谐振腔、金属基板、第一共面波导、第二共面波导和表面等离子体波导；所述谐振腔、第一共面波导、第二共面波导和表面等离子体波导均设于所述金属基板表面；所述表面等离子体波导的一端设有所述第一共面波导；所述表面等离子体波导的另一端设有所述第二共面波导；所述第一共面波导上设有能量输入端；所述第二共面波导上设有能量输出端；至少一个所述谐振腔沿所述表面等离子体波导的长度方向均匀布置。

优选的，所述谐振腔为金属螺旋盘；所述螺旋形金属圆盘通过六根金属传感器均匀分布于圆盘四周，且螺旋盘绕而成。

优选的，所述表面等离子体波导的长度方向均匀布置有五个所述谐振腔。

优选的，所述表面等离子体波导面向所述谐振腔的一面均匀间隔布置有多根凸起，以形成锯齿状表面。

优选的，相邻所述谐振腔的间隔S＝0.25mm；相邻所述凸起之间的间隔a＝d/3，d为所述凸起的宽度。

优选的，所述能量输入端的端口满足50Ω的阻抗匹配条件。

优选的，所述金属基板背离设有所述表面等离子体波导的一面通过光刻和镀膜工艺与石英衬底表面相连接。

一种使用上述太赫兹食用油检测芯片的食用油的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：将食用油样品置于谐振腔内；

步骤2：从矢量网络分析仪引出两个探针分别置于能量输入端和能量输出端的端口处；

步骤3：从所述能量输入端引入波导；

步骤4：将所述波导转换为表面等离子波；

步骤5：所述表面等离子波耦合所述谐振腔共振产生谐振峰；

步骤6：所述谐振峰自所述能量输出端输出；

步骤7：通过所述矢量网络分析仪观察所述谐振峰。