[发明专利]无源谐振传感器LC标签的无线反向散射盘查

说明书

发明领域

本发明涉及感测目标被测对象的传感器。具体但不排他地，本发明涉及可被远程地盘查以确定是否已检测到目标被测对象的传感器。

背景

已知提供远程监测站，该远程监测站配有一个或多个传感器用以测量诸如含湿量之类的一个或多个环境参数，诸如一氧化碳、氨、氯、硅烷之类的一种或多种规定气体的存在性、以及其它目标被测对象。

已知监测站的缺点在于一般需要电源以将信息从站台中继至控制器。一个或多个传感器一般也需要电源以使传感器发挥作用。

提供电源可能存在问题，尤其是如果需要将监测站布置在地下。监测站也可能是高成本制造和维护的。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种传感器，包括：传感器谐振雷达反射器部件；以及传感器元件，该传感器反射器部件配置成当由相应频率的射频辐射所辐照时在谐振频率下谐振，该传感器进一步配置成传感器元件暴露于目标被测对象造成传感器反射器部件的谐振频率变化。

该传感器具有优于已知传感器的优势，它不需要电源。此外，传感器可通过盘查装置远程盘查而不需要传感器和盘查装置之间的物理链路。

较佳地，传感器反射器部件具有电极化轴和磁极化轴。传感器反射器部件可具有一个以上的电极化轴和/或一个以上的磁极化轴。

较佳地，传感器元件和传感器反射器部件是分离的，但是相链接以使传感器元件因目标被测对象的存在或效应而引起的物理、化学或电气特征的变化造成传感器反射器部件的谐振频率的变化。

传感器元件可包括耦合于传感器反射器部件的电容元件，传感器被配置成当传感器暴露于目标被测对象时使电容元件的电容值发生改变。

传感器元件可包括耦合于传感器反射器部件的电感元件，传感器被配置成当传感器暴露于目标被测对象时使电感元件的电感值发生改变。

传感器元件可包括耦合于传感器反射器部件的电阻元件，传感器被配置成当传感器暴露于目标被测对象时使电阻元件的电阻值发生改变。

传感器元件可包括传感器材料，该传感器材料被配置成一旦传感器暴露于受测对象则使传感器材料的物理、化学或电气特征值从第一值改变至第二值，由此使传感器反射器部件的谐振频率发生改变。

传感器材料可与传感器反射器部件并置地设置。

传感器材料可与传感器元件的电容元件并置地设置，传感器被配置成当传感器材料的所述物理、化学或电气特征改变时使电容元件的电容值发生改变。

传感器材料可包括从金属材料、介电材料、非线性介电材料、铁磁材料、例如硅胶的吸湿性材料、例如NaCl的盐、具有可变介电和导电特征的化学敏化树脂、铁电材料、铌酸锂、钇铁石榴石(YIG)和化学触发导电聚合物中选取的至少一种。

一层电绝缘介质可设置在传感器材料和传感器反射器部件之间。

该特征的优势在于，在一些实施例中可基本防止反射器部件的各部分之间经过传感器材料的电流动路径。

传感器反射器部件可包括传感器材料。因此，传感器反射器部件可包括传感器元件。换句话说，传感器元件可由传感器反射器部件提供。

例如，在一些实施例中，反射器部件中例如形成Ω谐振器或本发明实施例的其它谐振器的部分的导电部分或该导电部分的一部分可由传感器材料提供。

传感器材料可包括金属材料，较佳为铜。

可配置传感器材料，以在继传感器材料暴露于目标被测对象之后没有目标被测对象时使所述传感器材料的物理、化学或电气特征值从第二值改变至大致第一值。

其优点是在本发明的一些实施例中可形成可逆传感器，即能够使用多次而无需更换的传感器。

该特征还具有优势，即盘查装置可确定何时目标被测对象不复存在。因此，在配置成检测有毒气体的气体传感器的情形下，盘查装置能确定在撤离后工作人员何时返回建筑是安全的。

可配置传感器材料，以在继传感器材料暴露于目标被测对象之后没有目标被测对象时使所述传感器材料的物理、化学或电气特征值不从第二值改变至大致第一值。

其优点是盘查装置即使目标被测对象不复存在也能确定传感器是否已暴露于目标被测对象。由此提供“一次性”传感器。

在一些实施例中，传感器材料的物理特征值可通过单独手段——例如通过加热、清洗或其它处理——从第二值改变至第一值。

较佳地，所述物理、化学或电气特征是从电容率、磁导率、导电性、电容和电感中选取的至少一个。

传感器元件可包括换能器元件，该换能器元件配置成响应传感器元件暴露于目标被测对象而产生电流。

换能器元件可耦合于传感器元件的变容二极管元件，其中变容二极管元件的电容值是换能器所产生电流的函数。