无源线圈在电磁感应溶液测量中的增强效应.pdf

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1、第37卷第4期仪器仪表学报v01．37N。．42016年4月ChineseJoumal。fScienti{icInstmmentApr．2016无源线圈在电磁感应溶液测量中的增强效应术熊浩，董永贵(清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084)摘要：将一只由线圈与电容元件共同组成的无源线圈放置于探测线圈与待测电解质溶液组成的测量系统中，借助无源线圈与两者之间的电磁感应耦合，可在谐振频率点附近提高测量系统的探测性能。以塑料容器内o。5％质量分数浓度的Nacl溶液为探测目标，对无源线圈置于目标溶液前侧及背侧两种情况下的阻抗谱进行了实验分析。结果表明，相同探测距离下

2、，介人无源线圈的测量系统对电解质溶液的浓度表现出更高的灵敏度。当目标溶液位于探测线圈敏感距离之外时，介入无源线圈后依然可实现有效的溶液浓度测量。无源线圈的这种增强效应可提升电磁感应系统的有效探测距离，实现电解质溶液或生物组织等低电导率物质的远距离非接触测量。关键词：电磁感应；无源线圈；探测距离；电解质溶液中图分类号：TP206TH701文献标识码：A国家标准学科分类代码：460。40EnhaIlcementeffectofapassiVecoilinelectromagneticindllctionsolutionmeasurementXiongHao，D0ngYonggui(＆o

3、把奶，如60m幻v旷觑c括沛肘蝴啪靴彤融删哟r8蒯加姚黜n如，巩砂．妒№拈面n胁舰m硎，死i，妙∽‰觇rs渺，＆洳侈j00D跗，观i胁)Abstract：Apassivecoiliscomposedofaeoilandacapaei￡anceelement。Itisplacedintheelectromagneticinductionelecn_olytesolutionmeasurementsvstem，whichismadeupofareadoutcoilandtheelectmlytesolutionundertest．BecauseoftheelectIDmagneticc

4、ouplingmween山epassivecoiland‰othertwo，她me删弛mentpe怕珊锄cecanbeimpmvedaro吼dthere湖antf南quency．S0diumchloridesolutionwith0％一5％massfractionconcentmtioninaplasticcontainerisadoptedasthetargettobedetected．IncasesoftllatthepassivecoilisplacedatfmntsideaIldbacksideoftheta唱etsolutionsrespectively，theimped

5、ancespectmmsareexperimentallyanalvzed．Theresultsindicatethat，themeasurementsystemwithapassivecoilperfo彻shighersensitiVitytot}Iesolutionconcenn-ationattlles锄edetectiondistaIlce．WhenthetargetsolutionisplacedbeyondthesensingraIlgeoftllereadoutcoil，tllesolutionconcentrationcanbealsoeffectivelymeas

6、uredwiththeaidofpassivecoil．SuchanenhaIlcemente珏色ctofthepassivecoilcanemcientlypmmotethedetection砌geoftheelectromagneticinductionsystem，and如erefarelongerrangenon-contactmeasurementcouldbeimplementedforlowerconductivitytargets，suchaselectrolytesolutionsorbiologicaltissues．Keywords：electroma{!阻e

7、ticinduction；passivecoil；detectiondistance；electrolytesolutionl引言溶液电导率的测量技术，不仅可用于溶液本身的测量，在与溶液电学特性类似的低电导率物质的检测，如生收稿日期：2015．12ReceivedDate：2015-12+基金项目：国家自然科学基金(61271129)项目资助物组织‘¨、农产品成熟度‘2

8、、食品[3

9、、人体生理信号提取⋯等方面，也有重要的应用。作为溶液电导率的常用检测手段，基于电极的接