[发明专利]一种三谐振微流控传感器

说明书

本发明公开了一种三谐振微流控传感器，其包括由上到下依次设置的上层基板、中间柔性基板和下层基底，其中上层基板的上表面贴附有金属镀铜贴片，该金属镀铜贴片由圆环形金属贴片与矩形金属微带线连接构成，矩形金属微带线末端与SMA接头焊接且SMA接头与矢网分析仪连接构成液体检测系统，下层基底的下表面贴附有镀铜地板，中间柔性基板上刻蚀有微流控通道，该微流控通道设置于圆环形金属贴片的下方，微流控通道主体为开环结构的环形槽道，且开环结构的环形槽道两端分别设有与环形槽道相连通的矩形槽道。本发明能够测量不同液体的介电常数，并可对液体进行识别与区分，具有体积小、制造成本低、灵敏度高、检测过程便捷等特点。

技术领域

本发明属于机油检测装置技术领域，具体涉及一种三谐振微流控传感器。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，机械设备的使用越来越频繁。然而，机械设备的磨损会影响到机械设备的正常运行及其使用寿命。柴油机在工作过程中, 磨损是最常见的故障现象。活塞环与汽缸之间过度磨损, 可导致缸内压力下降达不到工作压力、机油被燃油稀释、油膜变薄、活塞环与缸套之间形成边界润滑或干摩擦。汽缸严重磨损, 会造成柴油机的动力性、经济性和可靠性下降, 甚至影响柴油发动机的正常运行。汽缸磨损程度是决定发动机是否需要进行大修的主要依据, 同时汽缸修理质量对发动机动力性、经济性和可靠性都有很大的影响。机油在机械设备的正常运行中起着重要的作用。因此，对机油质量的进行监测是非常有必要的。

微波（Microwave）是指频率为300MHz-3000GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到0.1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。用于传感液体的射频和微波技术是重要的非接触技术，特别是在液体的远程检测和分析中。对于监测机油具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单且设计合理的三谐振微流控传感器，该微流控传感器能够实现高灵敏度探测功能。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种三谐振微流控传感器，其特征在于包括由上到下依次设置的上层基板、中间柔性基板和下层基底，其中上层基板的上表面贴附有金属镀铜贴片，该金属镀铜贴片由圆环形金属贴片与矩形金属微带线连接构成，矩形金属微带线末端与SMA接头焊接且SMA接头与矢网分析仪连接构成液体检测系统，下层基底的下表面贴附有镀铜地板，中间柔性基板上刻蚀有微流控通道，该微流控通道设置于圆环形金属贴片的下方，用于获得最佳电场强度，微流控通道主体为开环结构的环形槽道，且开环结构的环形槽道两端分别设有与环形槽道相连通的矩形槽道，用于实现待测流体从一侧矩形槽道流入环形槽道并从另一侧矩形槽道流出。

进一步限定，所述上层基板、中间柔性基板和下层基底均为矩形结构且上层基板、中间柔性基板与下层基底通过尼龙纽扣组合固定。

进一步限定，所述金属镀铜贴片由圆环形金属贴片及径向连接于圆环形金属贴片外侧的矩形金属微带线构成，用于实现金属镀铜贴片形成的圆环形贴片天线具有三个谐振频率，该金属镀铜贴片的厚度为0.035mm。

进一步限定，所述上层基板与下层基底的材料均为环氧树脂，材料的介电常数为4.4，上层基板与下层基底的长度和宽度均为66mm，上层基板与下层基底的厚度为0.4mm。

进一步限定，所述中间柔性基板的材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS），材料的介电常数为2.65，中间柔性基板的长度和宽度均为66mm，中间柔性基板的厚度为0.5mm，环形槽道与矩形槽道的宽度均为2mm，环形槽道与矩形槽道的深度均为0.3mm。

进一步限定，所述镀铜地板的材料为铜，该镀铜地板的厚度为0.035mm。

进一步限定，所述上层基板、中间柔性基板与下层基底均为矩形结构且在上层基板、中间柔性基板与下层基底的边角部位分别设有连接孔，并且该上层基板、中间柔性基板与下层基底依次叠加组合后通过与连接孔相配的尼龙纽扣连接固定。