[发明专利]一种微流控温度传感模块及其温度表征方法

权利要求书

1.一种微流控温度传感模块，包括第一层共面波导传输线结构(1)、第二层封板膜(2-1)和第三层微流芯片(3)，其特征在于，第一层共面波导传输线结构(1)包括共面波导传输线接地带(1-1)、共面波导传输线中心带(1-2)、共面波导传输线中心带(1-2)的三个开槽(1-3)以及开槽(1-3)中加载的弯折线谐振单元(1-4)，第三层微流芯片(3)包括微流芯片基板(3-1)和三个微流通道(3-2)，第二层封板膜(2-1)粘合在第一层共面波导传输线结构(1)和第三层微流芯片(3)之间。

2.根据权利要求1所述的微流控温度传感模块，其特征在于，所述谐振单元(1-4)由三个弯折线谐振器组成，三个弯折线谐振器的长度递增。

3.根据权利要求2所述的微流控温度传感模块，其特征在于，所述三个微流通道(3-2)正对应第一层中三个弯折线谐振器的结构缝隙的位置，与弯折线谐振单元(1-4)的结构互补。

4.根据权利要求3所述的微流控温度传感模块，其特征在于，所述微流通道(3-2)中填充介电常数随温度变化的液体。

5.根据权利要求4所述的微流控温度传感模块，其特征在于，所述液体可以为单一液体材料或混合液体材料，优选为纯水、甲醇或二者的混合液。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的微流控温度传感模块的温度表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选择蒸馏水作为微流通道(3-2)中的液体；

步骤2：根据德拜弛豫模型给出了水的相对介电常数：

其中ω＝2πf，ε_∞是无限频率下的介电函数，ε_s是静态介电常数，τ是弛豫时间；

对于蒸馏水来说，ε_∞＝4.9，静态介电常数和弛豫时间用三阶回归拟合得到：

ε_s＝88.045-0.4147T+6.295×10^-4T²+1.075×10^-5T³

τ＝1.768×10^-11-6.086×10^-13T+1.104×10^-14T²-8.111×10^-17T³

通过上述公式计算出不同温度下蒸馏水的介电常数；

步骤3：利用仿真软件将介电常数值引入到仿真中；

步骤4：根据仿真结果得出频率偏移与温度之间存在着相应的数学关系，且该关系与受环境影响严重的初始谐振频率无关的结论。