一个基于三维光子晶体的无线W频段3D打印温度传感器,运行在1000°C以上
Jesús Sánchez-Pastor1, Petr Kadĕra2, Masoud Sakaki3
1Institute of Microwave Engineering and Photonics, Technical University of Darmstadt, Merckstraße 25, Darmstadt, 64283, Hessen, Germany. jesus.sanchez@tu-darmstadt.de.
Communications engineering
|September 23, 2024
概括
这项研究引入了一种用于极端高温的新型介电无线温度传感器. 传感器在1000°C以上运行,在恶劣环境中实现连续监控.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 恶劣的环境缺乏可靠的无线传感器,以适应极端温度.
- 现有的传感器在高温条件下失效,限制了工业应用.
研究的目的:
- 开发一个毫米波 (mmWave) 无芯片无线温度传感器,可连续运行在1000°C以上.
- 为了展示一种能够在动态和混乱的高温环境中运行的传感器.
主要方法:
- 在一个3D光子晶体内利用高Q空洞,在83.5 GHz和85.5 GHz共振.
- 采用平的Luneburg镜头来增强传感器的读取范围.
- 添加制造了传感器,使用基于 lithography 的陶制造在 (Al2O3).
主要成果:
- 完全介电传感器在1000°C以上成功运行,最高达到1200°C.
- 频率编码的响应可以从炉子外50厘米处检测到,即使在混乱的条件下.
- 观察到与Al2O3介电性质变化相关的温度依赖的共振频率变化.
结论:
- 开发的基于的毫米波传感器适用于高温应用.
- 在极端,动态和杂乱的环境中展示了可靠的无线温度传感.
- 验证了传感器的性能和材料特性,最高可达1200°C.


