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基于微波谐振结构的油料金属磨粒含量检测的传感器设计∗

2021-07-16王德戌郝宏刚

电子器件 2021年3期

王德戌,郝宏刚,汪 竹

(重庆邮电大学光电工程学院,重庆 400065)

随着工业化进程的不断推进,机械设备在各类场景中的应用越来越广泛,润滑油作为机械和运动设备的“血液”,在设备的正常运转中起着尤为重要的作用[1-3]。油液检测是机械设备性能维护和故障监测的重要手段,其中金属磨粒含量测定是油液检测中理化指标的重要部分[4]。传统的油液检测方法成本较高,并对测试仪器和测量人员有一定的要求,且存在采样量大,操作时间长等问题[5-7]。近年来,基于微波谐振结构设计的传感器已有了较为成熟的发展[8-10],该类传感器通过测量介电常数等参数来推断待测物品的物理属性,具有非侵入式、快速测量等优点[11-13],为油液金属磨粒含量的测量提供了新途径。文献[14]设计并制作了一种新型微波基片集成波导(SIW)腔液体介电常数传感器,用于检测和测定普通液体在2.45 GHz 下的介电常数。该技术基于谐振腔微扰理论,传感器是传统矩形腔体的微型化版本,结构紧凑,灵敏度较高。利用水对制备的SIW 腔进行了标定,为微扰系数的计算提供了简便的方法。加工的传感器实物对不同类型的液体进行了测试,验证了灵敏度。文献[15]提出了一种基于衬底集成波导的腔体传感器,采用了光子带隙法和可变电容,利用腔微扰技术来计算相对介电常数,该方法和装置适用于石油老化程序的检测。文献[16]提出了一种非侵入性、可重复使用和可潜水的介电常数传感器,它使用微波技术来表征液体材料的介电特性。……

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