[发明专利]基于CSRR测量危险液体介电常数的微带谐振传感器及方法

权利要求书

1.基于CSRR测量危险液体介电常数的方法，包括微带谐振传感器，所述微带谐振传感器包括介质基板、微带线、CSRR结构和样品容器，其特征在于：所述微带线为直线结构且横跨设置在所述介质基板背面的中部，所述CSRR结构设置在所述介质基板正面的中部，所述CSRR结构包括从内向外依次套设的第一六边形环、第二六边形环和第三六边形环且三者形成互补开口谐振环，所述微带线的线宽为1.7mm，阻抗为50Ω；所述微带线与所述互补开口谐振环的中心线上下对应，在所述介质基板的正面位于所述互补开口谐振环的位置形成用于放置所述样品容器的测试区；其中，所述第一六边形环和第二六边形环之间的距离为0.1mm-0.4mm，所述第二六边形环和第三六边形环之间的距离为0.9mm-1.2mm，所述第一六边形环、第二六边形环和第三六边形环三者的侧边宽度均为0.1mm-0.4mm，所述第一六边形环内侧对角线的长度为5mm-5.6mm，所述第二六边形环外侧对角线的长度为7.2mm-8mm，所述第三六边形环外侧对角线的长度为11.6mm-12mm，所述互补开口谐振环的开口宽度为0.1mm-0.4mm，所述互补开口谐振环的开口方向与所述微带线垂直设置且位于六边形环的拐角位置；

通过所述微带谐振传感器测量危险液体的介电常数，所述样品容器为上端开口的圆筒形结构且为高硼硅玻璃材质，在样品容器内注入液面大于5mm的待测液体；将所述样品容器放置在所述介质基板上，并使所述样品容器的底面覆盖在CSRR结构上，所述样品容器的介电常数和所述介质基板的介电常数相同；根据介电常数与谐振频率的经验关系式：ε´=2041.32126*f²-7025.57134*f+6047.61526，从而获得待测液体的介电常数值，其中ε＇为介电常数，f 为微带谐振传感器的谐振频率；其中，在所述微带线的两端分别连接有SMA连接头，所述SMA连接头固定连接在所述介质基板上相应的侧边上，用于连接矢量网络分析仪；将已知介电常数的多种危险液体放置在样品容器中进行采样记录，矢量网络分析仪上将会呈现出不同的谐振频点，然后建立所述介电常数与谐振频点的经验关系式，进而根据所述经验关系式得到待测液体的介电常数值。

2.根据权利要求1所述的基于CSRR测量危险液体介电常数的方法，其特征在于：所述样品容器的高度为10mm，所述样品容器的底面壁厚度为0.4mm，所述样品容器的侧壁为0.4mm。

3.根据权利要求1所述的基于CSRR测量危险液体介电常数的方法，其特征在于：在所述微带线的两端分别连接有SMA连接头，所述SMA连接头固定连接在所述介质基板上相应的侧边上，用于连接矢量网络分析仪。

4.根据权利要求1所述的基于CSRR测量危险液体介电常数的方法，其特征在于：所述介质基板为复合板且包括相互贴合的FR4基板和覆铜层，所述微带线位于所述FR4基板上，所述CSRR结构刻蚀在所述覆铜层上。