[发明专利]基于Kapton 200HN和微流体的多功能传感器

权利要求书

1.基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，所述传感器为单端口器件，分为三层结构；其特征在于：

顶层包括金属补丁、微带线和SMA连接头；

中间层采用湿度敏感介质板Kapton200HN；

底层包括金属薄片、两个刻槽CSRR结构、一个微流体通道；

金属补丁上设有若干等距排布用于耦合金属薄片的金属通孔；由金属补丁、微带线、介质板Kapton200HN、金属薄片、金属通孔构成八分之一模式的衬底集成波导EMSIW；

在金属补丁的电壁上连接有微带线，金属补丁在微带线两侧开有轴对称的L型缝隙；

所述微带线结构包括一个输入端口，输入端口用于连接SMA连接头；

金属薄片刻蚀有两个槽环CSRR结构；两个槽环CSRR分别与顶层的金属补丁相耦合；

第一个刻槽金属CSRR结构由带有开口的槽环构成；槽环开口相对的直角对齐向环内弯折，此时区域电场强度最强，用来测量磁介质材料的介电常数；向内弯折的两直角间由多个“凵”结构以及用于连接相邻两“凵”结构的连接板构成；另外槽环的开口分别向环内外延伸，以此增加敏感介质板Kapton200HN与外界空气接触的面积，从而缩短实验时测量湿度所需要的反应时间；

第二个槽环CSRR的结构由带有开口的槽环构成；

第一个槽环CSRR与第二个槽环CSRR间距l₄为1.9mm；

所述第二个槽环CSRR结构正上方铺设薄膜，该薄膜用于防止微流体通道内的液体因不小心渗出从而改变敏感介质板的介电常数的情况发生；

在薄膜的上方设置微流体通道，该微流体通道内设有用于放置液体的沟道，此沟道与第二个槽环CSRR结构正对，使得沟道内液体受电场辐射影响最大，造成最大化的频偏，进而提高室外温度的测量精准度；

第二个槽环CSRR槽环开口对面且位于第二个槽环CSRR上的顺时针旋转90°“凵”结构区域为电场强度最大，微流体通道中液体流向与第二个槽环CSRR上电场强度最大区域相同。

2.如权利要求1所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于Kapton 200HN介质板厚度为50um。

3.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于所述微带线的宽度为2.9mm。

4.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于第一个刻槽金属CSRR结构槽环的长为6.3mm，槽环的宽b为5.905mm，其中刻槽的槽宽g为0.3mm。

5.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于第一个刻槽金属CSRR结构“凵”结构的长为2mm,宽为0.9mm。

6.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于第二个刻槽金属CSRR结构槽环的长l₃为7.0mm，宽l₂为6.7mm，其中刻槽的槽宽f为0.7mm。

7.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于薄膜材质为聚苯烯。

8.如权利要求1-2任一所述的基于Kapton 200HN和微流体的同时测量温度、湿度、介电常数功能的传感器，其特征在于第一个刻槽金属CSRR的开口与第二个槽环CSRR的开口在传感器短边所在方向的水平距离l₅为8.6mm。