[发明专利]一种非接触式溶液浓度无线测量装置

权利要求书

1.一种非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，包括：

测量机部分，包括垂直极化天线、水平极化天线和用于盛装待测溶液的非接触测量装置，所述非接触测量装置包括液体容器和微带缺陷地结构，所述液体容器设置于所述微带缺陷地结构上，所述液体容器设有进样口和出样口，所述微带缺陷地结构包括微带线和双开口缝隙谐振环，所述微带线的两端分别形成第一端口和第二端口，所述垂直极化天线与第一端口连接，所述水平极化天线与第二端口连接；

收发机部分，包括通信连接的收发机和双极化收发天线；

所述收发机通过所述双极化收发天线发射垂直极化连续波信号，所述垂直极化天线接收所述垂直极化连续波信号，所述垂直极化连续波信号经过待测溶液后从所述水平极化天线转化成水平极化连续波信号，所述双极化收发天线接收所述水平极化连续波信号，得到水平极化连续波信号与垂直极化连续波信号的功率比值S21，根据S21谐振点的变化计算得到待测溶液浓度；

所述水平极化连续波信号的功率与遥测距离的关系如下：

其中，R为遥测距离，λ为工作频率对应的波长，P_t为收发机发射的功率，G_t与G_r分别为收发机以及测量机天线的增益值，P_s为测量机的可工作最低功率。

2.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述双开口缝隙谐振环的缝隙宽度大于开口宽度。

3.如权利要求2所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述双开口缝隙谐振环的缝隙宽度为0.1-0.5mm，所述双开口缝隙谐振环的开口宽度为0.05-0.1mm。

4.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述垂直极化连续波信号的频段在1-2GHZ。

5.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述微带线的宽度大于所述双开口缝隙谐振环的开口宽度。

6.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述进样口和出样口对称设置于液体容器的两侧。

7.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述微带线的特征阻抗为50欧姆。

8.如权利要求1所述的非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，所述液体容器为石英玻璃。

9.一种非接触式溶液浓度无线测量装置，其特征在于，包括：

测量机部分，包括垂直极化天线、水平极化天线、环形器、负载和用于盛装待测溶液的非接触测量装置，所述非接触测量装置包括液体容器和微带缺陷地结构，所述液体容器设置于所述微带缺陷地结构上，所述液体容器设有进样口和出样口，所述微带缺陷地结构包括微带线和双开口缝隙谐振环，所述微带线的宽度大于所述双开口缝隙谐振环的开口宽度，所述微带线的两端分别形成第一端口和第二端口，所述垂直极化天线和水平极化天线通过所述环形器与第一端口连接，所述第二端口与负载连接；

收发机部分，包括通信连接的收发机和双极化收发天线；

所述收发机通过所述双极化收发天线发射垂直极化连续波信号，所述垂直极化天线接收所述垂直极化连续波信号，所述垂直极化连续波信号由所述环形器进入待测溶液后返回所述环形器，并由所述水平极化天线转化成水平极化连续波信号，所述双极化收发天线接收所述水平极化连续波信号，得到水平极化连续波信号与垂直极化连续波信号的功率比值S11，根据S11谐振点的变化计算得到待测溶液浓度；

所述水平极化连续波信号的功率与遥测距离的关系如下：

其中，R为遥测距离，λ为工作频率对应的波长，P_t为收发机发射的功率，G_t与G_r分别为收发机以及测量机天线的增益值，P_s为测量机的可工作最低功率。