[发明专利]一种环境气体质量监测用传感器及检测方法

权利要求书

1.一种环境气体质量监测用传感器，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的顶端设有开口(2)；

介质基板(5)，所述介质基板(5)固定设在所述壳体(1)内；

平面微带偶极子(6)天线，所述平面微带偶极子(6)天线固定连接在所述介质基板(5)的表面；

寄生谐振腔，所述寄生谐振腔固定连接在所述介质基板(5)的上表面，所述平面微带偶极子(6)天线位于所述寄生谐振腔内；

敏感介质层(3)，所述敏感介质层(3)铺设在所述介质基板(5)、所述平面微带偶极子(6)天线和所述寄生谐振腔的上表面，所述敏感介质层(3)部分经所述开口(2)裸露在外。

2.根据权利要求1所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述寄生谐振腔包括外方形金属微带环(4)、内方形金属微带环(7)和金属连接微带(8)，所述内方形金属微带环(7)置于所述外方形金属微带环(4)内侧，所述金属连接微带(8)的一端与所述内方形金属微带环(7)的外壁固定连接，另一端与所述外方形金属微带环(4)的内壁固定连接，所述外方形金属微带环(4)、所述内方形金属微带环(7)和所述金属连接微带(8)均与所述介质基板(5)的表面固定连接，所述平面微带偶极子(6)天线设在所述外方形金属微带环(4)内侧，所述内方形金属微带环(7)的一侧外壁与所述平面微带偶极子(6)天线的一侧外壁设有间隙(10)，所述内方形金属微带环(7)的一侧外壁与所述平面微带偶极子(6)天线的一侧外壁通过所述间隙(10)耦合。

3.根据权利要求2所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述内方形金属微带环(7)和所述金属连接微带(8)均设有两个，两个所述内方形金属微带环(7)与两个所述金属连接微带(8)一一对应，两个所述内方形金属微带环(7)相对设置在所述外方形金属微带环(4)的边角处。

4.根据权利要求2所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述内方形金属微带环(7)的边长为5-15mm，宽度为1-5mm；所述金属连接微带(8)的长度为1-5mm，宽度为1.5-3mm。

5.根据权利要求2所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述外方形金属微带环(4)的边长为25-50mm，宽度为1-6mm。

6.根据权利要求2所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述间隙(10)的宽度为0.1-3mm。

7.根据权利要求1所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述平面微带偶极子(6)天线包括两根微带偶极子(6)，两根所述微带偶极子(6)之间设有馈电点(9)，所述馈电点(9)的一端穿过所述介质基板(5)，并穿出所述壳体(1)的底端，两根所述微带偶极子(6)通过所述馈电点(9)接收微波。

8.根据权利要求7所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，两根所述微带偶极子(6)呈四方形弯折，两根所述微带偶极子(6)的长度为30-50mm，宽度为6-10mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的环境气体质量监测用传感器，其特征在于，所述敏感介质层(3)的厚度为0.5-2mm。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的环境气体质量监测用传感器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取微波发生器，将所述微波发生器的输出端与所述平面微带偶极子(6)天线连通；

S2、所述微波发生器产生微波，微波传输到所述平面微带偶极子(6)天线，所述平面微带偶极子(6)天线接收到微波后产生反射波，并向外散射，所述反射波产生谐振，所述反射波的谐振在所述寄生谐振腔内增大；

S3、检测步骤S2产生的反射波的反射系数和谐振频率，得到标准反射系数和标准谐振频率，绘制标准谐振频率与标准反射系数的标准关系曲线，得出标准谐振频点；

S4、将所述环境气体质量监测用传感器置于待监测环境中，检测得到后置反射系数和后置谐振频率，根据所述后置反射系数和所述后置谐振频率绘制出后置关系曲线，得出后置谐振频点；

S5、对比步骤S3得到的所述标准谐振频点和步骤S4得到的所述后置谐振频点，观察所述后置谐振频点是否发生偏移，若监测到有害气体排放时，则所述后置谐振频点发生偏移，反之则未检测到有害气体排放。