Adjustable Low-Cost Highly Sensitive Microwave Oscillator Sensor for Liquid Level Detection
Mojtaba Joodaki and Mehrdad Jafarian
本文探讨了采用具有可调节的输入电阻的低成本高精度微波振荡传感器,以增强其检测极限(LoD)。 为了实现这一目标,我们在输入网络中引入了一个Z_2分支,包括传输线,电容器(C_B)和电阻器(R_V)。 该传感器使用8种不同的液体进行测试,这些液体具有不同的介电常数,包括水,IV液体,牛奶,乙醇,丙酮,汽油,橄榄油和凡士林。 通过微调Z_2分支,在材料与R_V之间 ε_r 发现了明显的关系。 我们的实验结果表现出突出的特性,包括显着的线性度(非线性<2.44 % ) ,平均灵敏度为21 kHz/μm的高精度,以及出色的检测极限(LoD < 0.05 mm ) 。 该传感器在一系列液体温度下也表现出良好的稳定性,并表现出稳健和可重复的行为。 考虑到具有高介电常数的液体中微波能量的强吸收,这种振荡器传感器是这种应用的电容式传感器的优越选择。 我们验证了振荡器传感器使用水作为代表性液体的性能。 此外,我们通过实验结果和理论分析来证实传感器的改进。 其优点,包括可负担性,与CMOS和MEMS技术的兼容性以及易于制造,使其成为小规模液体检测应用的绝佳选择。
This paper explores the implementation of a low-cost high-precision microwave oscillator sensor with an adjustable input resistance to enhance its limit of detection (LoD). To achieve this, we introduce a Z_2 branch in the input network, comprising a transmission line, a capacitor (C_B) and a resistor (R_V). The sensor is tested with eight different liquids with different dielectric constants, including water, IV fluid, milk, ethanol, acetone, petrol, olive oil, and Vaseline. By fine-tuning the ...