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题名微波近场同轴探头液体浓度检测研究
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作者
刘薇
叶鸣
陶冶
杨放
王纯
谢拥军
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机构
西安建筑科技大学信息与控制工程学院
北京航空航天大学电子信息工程学院
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出处
《电子测量与仪器学报》
北大核心
2025年第4期225-233,共9页
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文摘
液体浓度检测广泛应用于食品、环境、生物医学等领域。基于微波法,设计并实现了一种谐振式同轴探头液体浓度检测装置。首先,选取不同浓度的乙醇-水混合溶液作为测试对象,仿真分析耦合间隙、探头浸没深度及探头导体材质对检测灵敏度的影响。为验证装置对不同液体浓度检测的适用性,以0%~75%乙醇-水溶液和0%~50%葡萄糖-水溶液为对象进行了实验验证。实验结果表明,该探头能够精确测量液体浓度,并且通过调整耦合间隙,可优化不同浓度范围内的检测灵敏度。此外,综合谐振频率、S11幅度最小值和品质因子3种电磁参数,构建了溶液浓度的定量反演模型,与仅使用谐振频率单一参数的传统方法相比,检测乙醇-水溶液和葡萄糖-水溶液的相对误差分别从5.79%和3.34%降低至2.19%和1.36%。探头还能够有效区分多种透明液体,如乙醇溶液、葡萄糖溶液、盐水、自来水和去离子水等,表现出良好的识别能力和数据重复性,具有广泛的潜在应用前景。
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关键词
液体浓度
微波检测
谐振式微波近场同轴探头
耦合间隙
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Keywords
liquid concentration
microwave sensing
resonant microwave near-field coaxial probe
coupling gap
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分类号
TH89
[机械工程—精密仪器及机械]
TN06
[电子电信—物理电子学]
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