一種濕度傳感器制造技術

本發明專利技術公開了一種濕度傳感器，屬于傳感器領域。本發明專利技術的一種濕度傳感器，包括基底，所述基底下表面覆有襯底層，所述基底上表面設有加熱器，所述加熱器上表面設有輸出層，所述輸出層上表面覆有感濕層。本發明專利技術的一種濕度傳感器具有在不影響濕度傳感器測量特性的情況下，將濕度傳感器表面溫度恒定在一定的溫度范圍內，使濕度傳感器表面溫度高于環境溫度，避免濕度傳感器表面結露的特點。

A humidity sensor

The invention discloses a humidity sensor, belonging to the sensor field. A humidity sensor of the invention comprises a substrate, covering the surface of the substrate under the substrate layer, the substrate surface is provided with a heater, the heater is arranged on the surface of the output layer, covering the surface of the output layer with humidity sensitive layer. A humidity sensor of the invention has the characteristics of the humidity sensor does not affect the measurement under the condition of the surface temperature sensor and humidity constant in a certain temperature range, the surface temperature and humidity sensor is higher than the ambient temperature, to avoid condensation on the surface characteristics of humidity sensor.

【技術實現步驟摘要】
一種濕度傳感器
本專利技術涉及一種傳感器，特別是一種濕度傳感器。
技術介紹
濕度傳感器被廣泛的應用于眾多領域，如工業控制、醫藥生產、農業種植、氣象探測以及食品存儲等。在這些領域實現對濕度的快速、準確的測量具有重要的意義。對于濕度的測量，傳統原理的濕度感器如毛發濕度計、干濕球濕度計、露點儀等由于體積較大、成本高有的甚至含有機械部件無法與電子信息采集系統兼容，已不能滿足現階段的實際需要。現有的濕度傳感器材料主要由多孔硅、多孔陶瓷。而多孔硅、陽極氧化鋁制備工藝相對復雜，涉及到陽極濕法腐蝕工藝，很難再進一步降低成本；以聚酰亞胺為代表的高分子化合物材料以其好的濕度感濕特性如：長期穩定性、可靠性、易加工等特點受到廣泛關注。由于濕空氣的飽和水蒸氣含量與空氣溫度成正比。當空氣溫度較高時，空氣中存在的水蒸氣多；當空氣溫度較低時，空氣中存在的水蒸氣少，但即使含有很少的水蒸氣也會產生結露。所以，即使濕空氣自身未達到飽和狀態，當濕度傳感器表面溫度低于濕空氣的飽和溫度時，物體表面的水蒸氣也會凝結，產生結露。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于：針對上述存在的問題，提供一種在不影響濕度傳感器測量特性的情況下，將濕度傳感器表面溫度恒定在一定的溫度范圍內，使濕度傳感器表面溫度高于環境溫度，避免濕度傳感器表面結露的濕度傳感器。本專利技術采用的技術方案如下：一種濕度傳感器，包括基底，所述基底下表面覆有襯底層，所述基底上表面設有加熱器，所述加熱器上表面設有輸出層，所述輸出層上表面覆有感濕層。由于采用了上述技術方案，通過加熱器將將濕度傳感器表面溫度恒定在一定的溫度范圍內，使濕度傳感器表面溫度高于環境溫度，避免濕度傳感器表面結露，從而保證濕度傳感器表面感濕層采集數據的精確性。本專利技術的一種濕度傳感器，所述加熱器為蛇形加熱器，所述加熱器包括三個加熱單元，從左至右分別為順序連接加熱單元一，加熱單元二和加熱單元三；所述加熱單元一與加熱單元三的一端連有電極，另一端與加熱單元二的兩端相連；所述加熱單元一沿水平方向布置，所述加熱單元一與加熱單元三鏡像對稱，所述加熱單元二沿豎直方向布置。由于采用了上述技術方案，加熱單元一和加熱單元三在感濕層的兩側加熱，使得熱量均勻分散，加熱單元二沿豎向方向布置，避免影響加熱單元之間空氣流通，對感濕層采集數據造成影響，同時能夠有效的降低傳感器熱量散失。本專利技術的一種濕度傳感器，所述電極與加熱單元之間的距離為1.5mm，所述加熱單元一的寬度l1與加熱單元二的長度l2相同，所述加熱單元一的長度v1，加熱單元二寬度v2，加熱單元一的結距d1和加熱單元二的結距d2符合以下公式：由于采用了上述技術方案，進行熱仿真分析時，環境溫度選取為+10～-10℃。當環境溫度為0℃時，濕度傳感器表面的最高溫度為22.3℃，有效感濕面的平均溫度為22℃，最大最小溫度之間的差距為0.7℃；當環境溫度為10℃時，溫度傳感器表面的最高溫度為23.2℃，有效感濕面的平均溫度為23攝氏度，最大最小溫度之間的差距為0.4℃；當環境溫度為-10℃時，溫度傳感器表面的最高溫度為20.7℃，有效感濕面的平均溫度為20℃，最大最小溫度之間的差距為1.6℃。本專利技術的一種濕度傳感器，所述與加熱單元三相連的電極位于加熱單元一的左上方，所述與加熱單元一相連的電極位于加熱單元三的右下方。本專利技術的一種濕度傳感器，所述加熱器與輸出層之間設有保護膜，所述輸出層呈L型，所述輸出層豎直端面的底部與保護膜相連，所述輸出層水平端面與保護膜之間間隔有通訊層，所述輸出層連有若干輸出端口。由于采用了上述技術方案，將輸出層通過保護膜與加熱器分隔開，避免能夠進一步保證熱量均勻分布在感濕面表面，同時避免加熱器表面過熱對輸出層的正常工作造成影響。將輸出層制成L型能夠保證輸出層與保護膜相連，避免通訊層將輸出層完全隔開，同時能夠使得感濕層能夠接觸到水平高度不同的濕度變化，保證數據的精確性。本專利技術的一種濕度傳感器，所述感濕層呈L型，所述感濕層覆于輸出層上表面，所述感濕層僅設于加熱單元二表面。由于采用了上述技術方案，感濕層僅在加熱單元二表面，保證有效感濕區的穩定性，通時進一步保證了感濕層采集數據的精確性。本專利技術的一種濕度傳感器，所述加熱單元二下方基底的厚度小于加熱單元二和加熱單元三下方基底的厚度。由于采用了上述技術方案，由于基體在有效感濕區的厚度不同，在相同的加熱功率及環境溫度下，濕度傳感器溫升更高，提高了加熱效率，降低了功耗，兩邊的基體厚度較厚，具有一定貯熱能力，避免熱量迅速散失。本專利技術的一種濕度傳感器，所述加熱器由鉑制成，所述襯底層由納米TiO2薄膜制成，所述基體由硅烷炔嵌段樹脂制成，所述硅烷炔嵌段樹脂的分子式為ABA，其中由于采用了上述技術方案，加熱器、襯底層和基體的保熱和散熱性能具有較好的平衡性，在環境溫度變化的條件下性質依然穩定，能夠得到最優的加熱效果。本專利技術的一種濕度傳感器，所述感濕層由氧化石墨烯/納米Al2O3/聚酰亞胺制成。由于采用了上述技術方案，不僅具有優異的導熱性能，能夠極大減小感濕層表面溫度的差距，同時，具有良好的分散性和親水性。由于水分在在保持氧化石墨烯/納米Al2O3/聚酰亞胺的層狀結構中起到關鍵作用，水分能夠從過材料表面的環氧基中的氧與水分中的氫鍵之間的交互作用而插入材料層中。其中，m(氧化石墨烯)：m(納米Al2O3)：m(聚酰亞胺)＝1:2.1:3時，靈敏度高，在相對濕度為14％～91％的范圍內，濕滯為3.7％，響應時間和恢復時間分別為5s和12s。本專利技術的一種濕度傳感器，所述保護膜由Na2O-SiC-SiO2凝膠制成。由于采用了上述技術方案，保護膜的熱傳導性能好，具有一定恒溫作用。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是：1、在不影響濕度傳感器測量特性的情況下，將濕度傳感器表面溫度恒定在一定的溫度范圍內，使濕度傳感器表面溫度高于環境溫度，避免濕度傳感器表面結露。2、在相同的加熱功率及環境溫度下，濕度傳感器溫升更高，提高了加熱效率，降低了功耗，兩邊的基體厚度較厚，具有一定貯熱能力，避免熱量迅速散失。3、靈敏度高，在相對濕度為14％～91％的范圍內，濕滯為3.7％，響應時間和恢復時間分別為5s和12s，采集數據的精確度高，在環境溫度變化的條件下性質依然穩定。附圖說明圖1是一種溫度傳感器的俯視結構示意圖；圖2是一種溫度傳感器的側視結構示意圖。圖中標記：1為基底，2為加熱器，3為感濕層，4為輸出端口，5為電極，6為輸出層，7為襯底層，8為通訊層，9為保護膜。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術作詳細的說明。為了使專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1如圖1至圖2所示，一種濕度傳感器，包括基底1，基底1的厚度為400μm，基底1下表面覆有襯底層7，基底1上表面設有加熱器2，加熱器2上表面設有輸出層6，輸出層上表面覆有感濕層3。加熱器2為蛇形加熱器，加熱器2包括三個加熱單元，從左至右分別為順序連接加熱單元一，加熱單元二和加熱單元三；加熱單元一與加熱單元三的一端連有電極5，另一端與加熱單元二的兩端相連；加熱單元一沿水平方向布置，加熱單元一與加熱單元三鏡像對稱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種濕度傳感器，其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)下表面覆有襯底層(7)，所述基底(1)上表面設有加熱器(2)，所述加熱器(2)上表面設有輸出層(6)，所述輸出層上表面覆有感濕層(3)。

【技術特征摘要】
1.一種濕度傳感器，其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)下表面覆有襯底層(7)，所述基底(1)上表面設有加熱器(2)，所述加熱器(2)上表面設有輸出層(6)，所述輸出層上表面覆有感濕層(3)。2.如權利要求1所述的一種濕度傳感器，其特征在于：所述加熱器(2)為蛇形加熱器，所述加熱器(2)包括三個加熱單元，從左至右分別為順序連接加熱單元一，加熱單元二和加熱單元三；所述加熱單元一與加熱單元三的一端連有電極(5)，另一端與加熱單元二的兩端相連；所述加熱單元一沿水平方向布置，所述加熱單元一與加熱單元三鏡像對稱，所述加熱單元二沿豎直方向布置。3.如權利要求2所述的一種濕度傳感器，其特征在于：所述電極(5)與加熱單元之間的距離為1.5mm，所述加熱單元一的寬度l1與加熱單元二的長度l2相同，所述加熱單元一的長度v1，加熱單元二寬度v2，加熱單元一的結距d1和加熱單元二的結距d2符合以下公式：4.如權利要求2或3所述的一種濕度傳感器，其特征在于：所述與加熱單元三相連的電極位于加熱單元一的左上方，所述與加熱單元一相連的電極位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘犁，
申請(專利權)人：成都市和平科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川,51