CSRR-SICW High Sensitivity High Temperature Sensor Based on Si(3)N(4) Ceramics.
CSRR-SICW High Sensitivity High Temperature Sensor Based on Si(3)N(4) Ceramics.
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CSRR-SICW 基于 Si3N4 陶瓷的高灵敏度高温传感器
DOI：
10.3390/mi12040459
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发表时间：
2021-04-19
期刊：
影响因子：
3.4
通讯作者：
Xu F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Su S;Ren T;Zhang L;Xu F
为满足航空发动机恶劣环境下的实时温度测试需求，设计了一种新型无线无源、高灵敏度高温传感器。该传感器由互补分环谐振器和衬底集成圆波导（CSRR-SICW）结构组成，基于耐高温Si3N4陶瓷作为衬底材料。通过实时监测传感器的谐振频率来测量温度。另外，环境温度影响介质衬底的介电常数，传感器的谐振频率由介电常数决定，因此可以建立温度与谐振频率的函数关系。实验结果表明，在50 ~ 1000℃范围内，传感器的谐振频率从11.3392 GHz降低到11.0648 GHz。在50-450°C和450-1000°C时灵敏度分别为123 kHz/°C和417 kHz/°C，平均测试灵敏度为289 kHz/°C。与先前报道的高温传感器相比，平均测试灵敏度大约提高了一倍，在450-1000°C的测试灵敏度大约提高了三倍。因此，所提出的高灵敏度传感器在高温测量中具有广阔的应用前景。
A new type of wireless passive, high sensitivity, high temperature sensor was designed to meet the real-time temperature test in the harsh aero-engine environment. The sensor consists of a complementary split ring resonator and a substrate integrated circular waveguide (CSRR-SICW) structure and is based on high temperature resistant Si3N4 ceramic as the substrate material. Temperature is measured by real-time monitoring of the resonant frequency of the sensor. In addition, the ambient temperature affects the dielectric constant of the dielectric substrate, and the resonant frequency of the sensor is determined by the dielectric constant, so the function relationship between temperature and resonant frequency can be established. The experimental results show that the resonant frequency of the sensor decreases from 11.3392 GHz to 11.0648 GHz in the range of 50–1000 °C. The sensitivity is 123 kHz/°C and 417 kHz/°C at 50–450 °C and 450–1000 °C, respectively, and the average test sensitivity is 289 kHz/°C. Compared with previously reported high temperature sensors, the average test sensitivity is approximately doubled, and the test sensitivity at 450–1000 °C is approximately three times higher. Therefore, the proposed high sensitivity sensor has promising prospects for high temperature measurement.
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期刊：
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影响因子：
--
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Stojanovic GM
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通讯作者：
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期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
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Tan Q;Guo Y;Zhang L;Lu F;Dong H;Xiong J
通讯作者：
Xiong J