Low Cost Paper-Based LC Wireless Humidity Sensors and Distance-Insensitive Readout System

电磁线圈 电容 电感 相对湿度 材料科学 感应式传感器 螺旋(铁路) 信号(编程语言) 线性 声学 计算机科学 光电子学 电容感应 电气工程 物理 工程类 电压 机械工程 热力学 量子力学 程序设计语言 电极
作者
Ming-Zhu Xie,Li-Feng Wang,Lei Dong,Wen-Jun Deng,Qing‐An Huang
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [IEEE Sensors Council]
卷期号:19 (12): 4717-4725 被引量:53
标识
DOI:10.1109/jsen.2019.2901004
摘要

Wireless, passive, and cost-efficient monitoring of moisture within packaged food and medicine is important to ensure their safety and freshness. This paper presents paper-based single spiral inductance-capacitance (LC) sensors and a distance-insensitive readout system. The parasitic capacitance of the single-spiral coil is used to form an LC resonant circuit with its inductance. The printing paper is utilized as a humidity sensing material. A model for the LC sensor is analyzed and compared with HFSS simulation, showing the relative error within 6.3%. Nano-silver paste for the single-spiral coil was screen printed on the printing paper. The LC sensors with 4, 6, and 8-turns coils were characterized at relative humidity levels of 15%-90%RH by a readout coil at a fixed position. Comparison shows that the 8-turn sensor has the best linearity with respect to humidity. The sensitivity and response time were measured to be 120 kHz/%RH and 60 minutes, respectively, with the hysteresis errors less than 0.9%. During the practical monitoring, the tested signal frequency will have a shift if the coil's relative position alters. To weaken the influence of the coil's position, a readout coil, working at the quasi-resonant with the LC sensor was utilized to enhance the readout, resulting in more stable signal. According to the experimental results, the improved readout system can restrain the frequency shift within 1.1% at a readout distance from 2-50 mm when the ambient humidity is 60%RH.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Paddi发布了新的文献求助50
1秒前
烟花应助相俊杰采纳,获得10
1秒前
瘦瘦乌龟完成签到 ,获得积分10
1秒前
1x3完成签到 ,获得积分10
1秒前
洋溢完成签到,获得积分10
2秒前
安安发布了新的文献求助10
2秒前
汉堡包应助饼大王采纳,获得10
2秒前
3秒前
jjbl发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助hzhang0807采纳,获得10
3秒前
3秒前
甜甜纲手发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
科研的小白完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
肉沫鸭发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
quanjia完成签到,获得积分20
6秒前
li发布了新的文献求助10
7秒前
Z777发布了新的文献求助10
8秒前
多吃青菜发布了新的文献求助10
8秒前
GOO11发布了新的文献求助10
9秒前
177发布了新的文献求助20
9秒前
ZHI发布了新的文献求助20
9秒前
lhx完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
chaosyw完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
嘟嘟完成签到,获得积分10
11秒前
滔滔完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
超菜发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
aaa完成签到,获得积分20
12秒前
凯蒂jiang完成签到,获得积分10
13秒前
man完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6442631
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8256562
关于积分的说明 17582478
捐赠科研通 5501197
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900625
邀请新用户注册赠送积分活动 1877550
关于科研通互助平台的介绍 1717279