本發(fā)明涉及氣體傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種微波氣體傳感器。

背景技術(shù)：

體傳感器是一種將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計(jì)算機(jī)等利用的信息的裝置。通過(guò)將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)。探測(cè)頭通過(guò)氣體傳感器對(duì)氣體樣品進(jìn)行調(diào)理，通常包括濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷。

氣體傳感器的一大作用是有害氣體檢測(cè)，檢測(cè)的目的，第一是測(cè)爆，第二是測(cè)毒。測(cè)爆是檢測(cè)危險(xiǎn)場(chǎng)所可燃?xì)夂?，超?biāo)報(bào)警，以避免爆炸事故的發(fā)生；測(cè)毒是檢測(cè)危險(xiǎn)場(chǎng)所有毒氣體含量，超標(biāo)報(bào)警，以避免工作人員中毒。氣體傳感器的原理是在氣敏測(cè)量時(shí)，氣體分子吸附在敏感材料表面上，造成該電路的介電性能被實(shí)質(zhì)性的修改，誘導(dǎo)反射系數(shù)的變化從而引起不同的信號(hào)最終被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而被檢測(cè)。傳感實(shí)驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)的反射系數(shù)等于入射波和由傳感器在每個(gè)頻率上的波的反射之間的比率。

現(xiàn)有的氣體傳感器的反射系數(shù)計(jì)算原理比較簡(jiǎn)單，從而降低傳感器的靈敏度，影響測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。而現(xiàn)有的氣體傳感器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維護(hù)不便，并且測(cè)量的氣體沒(méi)妥善的處理，對(duì)環(huán)境造成一定的污染。氣體傳感器的測(cè)量范圍較小，選擇性小。某些傳感器僅能針對(duì)一種氣體進(jìn)行檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微波氣體傳感器，其反射系數(shù)由兩部分組成，一是實(shí)數(shù)部分，二是虛數(shù)部分。

實(shí)時(shí)監(jiān)控這兩部分，對(duì)這兩個(gè)不同參數(shù)頻率分析，最后傳感器呈交給氣體污染物的整體響應(yīng)是在寬頻率范圍內(nèi)測(cè)量得到的兩參數(shù)的雙變異。這種原理可以解決測(cè)量時(shí)，由于反射系數(shù)計(jì)算原理比較簡(jiǎn)單，從而有低的傳感器靈敏度，測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性受到影響等問(wèn)題。并且微波傳感器的傳感層由赤鐵礦構(gòu)成，其具有穩(wěn)定、低成本和環(huán)境友好等特點(diǎn)解決了傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。而在微波范圍內(nèi)的入射波的傳播和反射現(xiàn)象也可以解決傳統(tǒng)傳感器測(cè)量范圍窄的問(wèn)題，微波傳感器對(duì)于在千兆赫茲的范圍內(nèi)的材料均可測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種微波氣體傳感器，其特征在于：所述微波氣體傳感器包括由傳感層、共面波導(dǎo)、銅基底，微波傳導(dǎo)器，以及微波合成裝置，傳感層由赤鐵礦構(gòu)成，沉積在共面波導(dǎo)上，共面波導(dǎo)是微波天線裝置，由放置于接地平面中心的帶狀導(dǎo)體和襯底上的接地平面構(gòu)成，每一個(gè)導(dǎo)線都被接地平面包圍，銅基底作為共面波導(dǎo)的接地平面，與共面波導(dǎo)相連接，微波傳導(dǎo)器與微波合成裝置相連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控兩個(gè)不同參數(shù)的頻率，參數(shù)指的是反射系數(shù)的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部分。

采用以上技術(shù)方案的有益效果是：該微波氣體傳感器通過(guò)將反射系數(shù)分為兩部分，分別對(duì)這兩部分參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，將其雙變異的結(jié)果呈交給氣體污染物的整體響應(yīng)。提高了傳感器的靈敏度和精確度，傳感器的傳感層用的是赤鐵礦，具有穩(wěn)定、無(wú)毒害和低成本等優(yōu)點(diǎn)。微波傳感器對(duì)于在千兆赫茲的范圍內(nèi)的材料均可測(cè)量。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

圖1是本發(fā)明一種微波氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1--傳感層、2--共面波導(dǎo)、3--銅基底、4--微波結(jié)構(gòu)、5--微波合成裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明一種微波氣體傳感器的優(yōu)選實(shí)施方式。

圖1出示本發(fā)明一種微波氣體傳感器的具體實(shí)施方式：該微波氣體傳感器的反射系數(shù)由兩部分組成，一是實(shí)數(shù)部分，二是虛數(shù)部分。實(shí)時(shí)監(jiān)控這兩部分，對(duì)這兩個(gè)不同參數(shù)頻率分析，最后傳感器呈交給氣體污染物的整體響應(yīng)是在寬頻率范圍內(nèi)測(cè)量得到的兩參數(shù)的雙變異，通過(guò)將該響應(yīng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)即可得到目標(biāo)物的濃度。

如圖1所示，微波氣體傳感器包括由傳感層1、共面波導(dǎo)2、銅基底3，微波傳導(dǎo)器4，以及微波合成裝置5，傳感層1由赤鐵礦構(gòu)成，沉積在共面波導(dǎo)2上，共面波導(dǎo)2是微波天線裝置，由放置于接地平面中心的帶狀導(dǎo)體和襯底上的接地平面構(gòu)成，每一個(gè)導(dǎo)線都被接地平面包圍，銅基底3作為共面波導(dǎo)2的接地平面，與共面波導(dǎo)2相連接，微波傳導(dǎo)器4與微波合成裝置5相連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控兩個(gè)不同參數(shù)的頻率，參數(shù)指的是反射系數(shù)的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部分。

該微波氣體傳感器通過(guò)微波合成裝置4與傳感器結(jié)合的方式，當(dāng)被測(cè)氣體由傳感層1進(jìn)入共面波導(dǎo)2后，微波合成裝置5開(kāi)始作用，合成與被測(cè)氣體發(fā)生諧振的波，通過(guò)微波傳導(dǎo)器4監(jiān)控，最后將測(cè)量的兩參數(shù)雙變異結(jié)果呈交給氣體污染物的的整體相應(yīng)。通過(guò)應(yīng)用微波合成裝置，使得在千兆赫茲的范圍內(nèi)的材料均可測(cè)量，解決傳統(tǒng)傳感器測(cè)量范圍窄的問(wèn)題。

以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。