微流控芯片上产生的液滴在多相系统、分析化学、分子生物学、核酸检测和单细胞分析等领域有着广泛的应用。因此,对于液滴产生速度、尺寸和数量等参数的快速精确测量逐渐受到重视。同时,现有液滴检测技术存在便携度低、受环境影响大和成本高等局限性限制了它们在恶劣环境下的检测,如:密闭空间、机械旋转结构和高温高压环境等。因此,本文提出了一种基于LC无源无线传感的液滴表征方法,并设计了一种集成LC无源无线传感的微流控液滴表征芯片与系统,在保证高重复性检测的前提下,实现了宽检测动态范围和高系统集成度的液滴表征。主要研究内容包括:第一、提出了一种液滴表征理论模型,将LC谐振电路中的平行板电容器作为电容传感单元,实现了液滴在平行板电容的绝缘介质层中央从球状结构到充满微流道的扁平状结构的全范围液滴表征。液滴通过电容绝缘介质层时,电容绝缘介质层的介电常数发生变化,引起平板电容器的电容值变化,从而导致LC谐振电路谐振频率的改变。通过等效电容法建立谐振频率变化值与液滴体积之间的关系,进而表征液滴的体积变化;利用谐振频率变化的起始时间差建立液滴产生速度的近似计算公式。第二、设计并制备了一种集成LC无源无线传感的微流控液滴表征芯片,包括液滴产生微流控结构和LC谐振电路结构。其中,液滴产生微流控结构用于产生球状、鼓状和扁平状形态的液滴;外部读出线圈与LC谐振电路中的电感线圈之间通过近场耦合方式,“非接触”地检测出LC谐振电路的谐振频率。并且,创新性地提出了一种利用液态导电材料注入液滴表征芯片的微流道并固化形成LC谐振电路的平行板电容器及平面电感线圈的快速高效制造方法。第三、完成了液滴产生与液滴表征有限元建模仿真研究。在液滴产生仿真研究中,通过控制两相流流速比,仿真产生了球状、鼓状和扁平状三种形态的液滴,并建立了液滴表征仿真研究中液滴的3D模型。在液滴表征仿真研究中,首创性地分段拟合出球状、鼓状和扁平状液滴的体积与LC谐振电路谐振频率变化值的曲线关系;验证了液滴产生速度近似计算公式的合理性。第四、实现了液滴在平行板电容的绝缘介质层中央从球状结构到充满微流道的扁平状结构的全范围测量。实验中,采用微纳加工、3D打印技术制备的微流控液滴表征芯片,连续稳定地产生了球状、鼓状和扁平状三种不同形态的液滴,实现了动态范围为3.814～58.722n L、分辨率为0.260n L和可重复性好的液滴尺寸表征。