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基于LC谐振的一体式无源无线传感器及其制备方法技术

技术编号:43108455 阅读:17 留言:0更新日期:2024-10-26 09:49
本发明专利技术属于传感器制造技术领域,具体公开了一种基于LC谐振的一体式无源无线传感器及其制备方法,传感器由生物可降解材料制备而成,包括电介质层、连接通道、两个螺旋线圈和封装层;两个螺旋线圈叠层设置且螺旋方向非对称;连接通道的两端分别与两个螺旋线圈连接;电介质层设置于两个螺旋线圈之间,且上下表面分别与线圈相接。本发明专利技术所述传感器具有制备工艺简单、体积小、易于集成、读出性能优异等特点,可有效响应所测物理、化学参量的变化,提供实时、准确、原位的测量信息。由于所用材料具有完全生物可降解特性,植入生物体内服役结束后无需二次手术移除,可最大限度减少创伤、降低感染风险,在植入式医疗设备领域具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种基于lc谐振的一体式无源无线传感器及其制备方法,属于传感器制造。


技术介绍

1、无线传感网络作为物联网感知层的重要技术形式,是由大量的静止或者移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。无源无线lc传感器因为无线信号传输和无电池的特点,有望成为典型无线传感器网络的传感器节点的重要一员。

2、现有技术中的无源无线lc传感器的电磁感应能力相对较差,读出距离近、谐振频率大(意味更大的能量耗散)、q值小,难以提供实时、准确、原位的测量信息,在植入式医疗设备领域难以应用。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于,提供一种基于lc谐振的一体式无源无线传感器及其制备方法,从而解决现有无源无线lc传感器存在的电磁感应能力相对较差(读出距离近、谐振频率大、q值小),难以提供实时、准确、原位的测量信息,以及对材料要求高、存在复杂的电气连接、体积较大的技术问题。

2、本专利技术的第一方面提供了一种基于lc谐振的一体式无源无线传感器,包括由生物可降解材料构成的工作模块,所述工作模块包括电介质层、连接通道、两个螺旋线圈;

3、所述两个螺旋线圈叠层设置且螺旋方向非对称;

4、所述连接通道的两端分别与所述两个螺旋线圈连接;

5、所述电介质层设置于所述两个螺旋线圈之间,且所述电介质层的上表面和下表面分别与所述两个螺旋线圈相接。

6、优选地,还包括封装层;

7、所述封装层包覆于所述工作模块外部。

8、优选地,所述封装层由生物可降解材料构成。

9、优选地,所述电介质层使用的生物可降解材料为聚乙二醇、聚酰亚胺、聚左旋乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚羟基脂肪酸酯。

10、优选地,所述连接通道和两个螺旋线圈使用的生物可降解材料为金属或导电聚合物。

11、优选地,所述金属为镁、金、钼、锌、钨中的至少一种;

12、所述导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯或者pedot:pss。

13、优选地,所述封装层使用的生物可降解材料为左旋聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯、聚左旋乳酸、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、蜡、ecoflex中的至少一种。

14、优选地,每个螺旋线圈的线宽为小于或等于10 mm,匝数小于或等于100圈,厚度小于或等于10 mm;

15、所述电介质层的厚度小于或等于10 mm;

16、所述传感器的尺寸小于或等于100 mm。

17、本专利技术的第二方面提供了一种基于lc谐振的一体式无源无线传感器的制备方法,包括:

18、制备使用连接通道连接的两个螺旋线圈,两个螺旋线圈的螺旋方向非对称;

19、制备电介质层;

20、将电介质层设置于两个螺旋线圈之间,采用热压工艺组装为一体结构,得到基于lc谐振的一体式无源无线传感器。

21、本专利技术的基于lc谐振的一体式无源无线传感器及其制备方法,相较于现有技术,具有如下有益效果:

22、本专利技术使用连接在一起的两个螺旋线圈等效构成了准闭合大线圈系统,结合线圈的非对称螺旋布局,提升了传感器的能量存储和转换能力。使得本专利技术传感器的谐振频率小、q值大、电磁感应能力强、读出距离远,可有效响应所测物理、化学参量变化,提供实时、准确、原位的测量信息;由于采用的一体式布局,可有效缩减传感器的尺寸,简化制备流程,便于多模态集成;除此之外,制备传感器的所有材料均具有生物可降解性,植入生物体服役结束后可自然降解吸收,避免二次手术移除所带来的伤害和感染风险,在植入式医疗设备领域具有重要的应用前景。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,包括由生物可降解材料构成的工作模块,所述工作模块包括电介质层、连接通道、两个螺旋线圈;

2.根据权利要求1所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,还包括封装层;

3.根据权利要求2所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述封装层由生物可降解材料构成。

4.根据权利要求1所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述电介质层使用的生物可降解材料为聚乙二醇、聚酰亚胺、聚左旋乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚羟基脂肪酸酯。

5.根据权利要求1所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述连接通道和两个螺旋线圈使用的生物可降解材料为金属或导电聚合物。

6.根据权利要求5所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述金属为镁、金、钼、锌、钨中的至少一种;

7.根据权利要求3所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述封装层使用的生物可降解材料为左旋聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯、聚左旋乳酸、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、蜡、Ecoflex中的至少一种。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,每个螺旋线圈的线宽小于或等于10 mm,匝数小于或等于100圈,厚度小于或等于10 mm;

9.一种权利要求1-8任一项所述的基于LC谐振的一体式无源无线传感器的制备方法,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于lc谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,包括由生物可降解材料构成的工作模块,所述工作模块包括电介质层、连接通道、两个螺旋线圈;

2.根据权利要求1所述的基于lc谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,还包括封装层;

3.根据权利要求2所述的基于lc谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述封装层由生物可降解材料构成。

4.根据权利要求1所述的基于lc谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述电介质层使用的生物可降解材料为聚乙二醇、聚酰亚胺、聚左旋乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯或聚羟基脂肪酸酯。

5.根据权利要求1所述的基于lc谐振的一体式无源无线传感器,其特征在于,所述连接通道和两个螺旋线圈使用...

【专利技术属性】
技术研发人员:兰伟毕华盛
申请(专利权)人:兰州大学
类型:发明
国别省市:

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