东南大学团队开发了一种新型传感系统，手机秒变高精度气体检测仪

IT 世家 6 月 16 日消息，中国工程院院刊《Engineering》今日发文，崔铁军教授团队在东南大学毫米波国家重点实验室发表了题为“ An Ultracompact Spoof Surface Plasmon Sensing System for Adaptive and Accurate Detection of Gas Using a Smartphone "(微型人工表面等离激元传感系统) —— 研究论文，实现自适应性和高精度气体检测)，报道了无线微波人工表面等离激元传感系统，超微型、高灵敏度、高精度、智能化，并验证了其在甲苯蒸汽传感中的应用。东南大学副研究员张璇是论文第一作者，崔铁军教授是通讯作者。

IT 通过测量相对频移信号，世家官方介绍了谐振增强介电传感，具有高灵敏度和检测精度，在多个领域有广阔的应用前景。随着物联网的发展，微波等低频传感技术更适合真实场景。人工表面等离激元可实现波长压缩和高灵敏度，与电路兼容性强，电磁兼容性好。微波人工表面等离激元传感已经成为一个快速发展的新领域。然而，在微型传感系统的趋势下，很难准确检测谐振频率。目前，单频点测量、频率扫描等检测方案容易受到影响，操作复杂，实用性差，体积大，亟待改善。

万物互联时代下，集成小型传感系统已成为一个必然的发展方向。。本文报道了一个超微型、高性能的微波人工表面等离激元传感系统。

研究人员设计了一种微波人工表面等离激元谐振器，可同时增强灵敏度和谐振强度。（SSP resonator, SSPR）。此外，研究人员还开发了一种在单片机中运行的谐振跟踪方案，软件定义，自适应。该方案不仅能有效缩小电路体积，还能使系统智能地适应目标谐振频率。

该系统通过蓝牙和智能手机进行通信和交互，整体尺寸仅为 1.8 cm × 1.2 cm。系统达到了 69 dB 信噪比，数据速率达到每秒 2272 一个测点，并且表现出良好的电磁兼容性。

研究人员通过甲苯蒸汽传感试验，对该系统的传感性能进行了验证。该系统提出的人工表面等离激元谐振器有效解决了微波谐振传感器在灵敏度和干扰信号方面的关键问题。软件定义的谐振跟踪方案不仅最大限度地减少了硬件电路和频带资源的消耗，而且实现了自适应调节目标的智能谐振频移测试和谐振。

这项技术也适用于其他可以集成到平面电路中的印刷谐振器和基于刚度或柔性电路板的射频识别标签。更广泛地说，基于单片机的微型化和智能化 Pound-Drever-Hall ( PDH ) 在印刷电路板上集成的机械和声学谐振传感器中，锁定技术可扩展应用。该传感系统的超高集成度和检测精度充分展示了其在智能家居和物联网中的应用潜力。

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