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Projet Capteur HF de liquides

J'ai réalisé un capteur de liquide hyperfréquence basé sur une ligne microstrip, permettant d'identifier différents liquides à partir de leur permittivité.
Le projet a combiné mesures RF, simulations et expérimentation pour adapter l'impédance et analyser la sensibilité du capteur.
Les résultats ont validé la fiabilité du capteur et sa capacité à différencier plusieurs types de liquides.

Étape 1

Identification des caractéristiques d'une ligne microstrip

La première étape du projet a consisté à caractériser la ligne microstrip utilisée comme capteur. À l'aide d'un analyseur de réseau, j'ai mesuré le coefficient de réflexion S11 en fonction de la fréquence afin d'identifier l'impédance caractéristique et la permittivité effective de la ligne. Ces mesures ont permis de comprendre le comportement hyperfréquence de la ligne et de fournir les paramètres nécessaires pour la suite du projet.

Ligne de transmission
Étape 2

Adaptation d'impédance de la ligne

À partir des paramètres mesurés, j'ai travaillé sur l'adaptation d'impédance d'une charge non 50 Ω à l'aide d'une ligne microstrip et d'un condensateur variable. Cette étape a d'abord été réalisée en simulation, puis validée expérimentalement. Le réglage précis du condensateur a permis d'obtenir une très bonne adaptation, avec un coefficient de réflexion bien inférieur aux exigences du cahier des charges.

Adaptation Graphe
Étape 3

Développement du capteur de liquide

La ligne microstrip a ensuite été utilisée comme capteur en plaçant une fiole remplie de liquide à son extrémité. J'ai mesuré l'impédance et le coefficient de réflexion pour différentes configurations afin d'évaluer la sensibilité du capteur. Cette phase a montré que la présence d'un liquide, et en particulier de l'eau, modifie fortement la réponse du capteur, validant ainsi son principe de fonctionnement.

Capteur
Étape 4

Identification d'un liquide inconnu

La dernière étape a consisté à tester les performances globales du capteur avec différents liquides connus (air, éthanol, eau) puis avec un liquide inconnu. Les résultats ont montré que le capteur est capable de différencier les liquides grâce à leur permittivité. La reproductibilité des mesures sur deux capteurs identiques a confirmé la fiabilité et la robustesse du dispositif développé.

Liquides Résultats