[實用新型]一種流量傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520330090.0
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN205002811U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設計）人: 朱宏偉;楊婷婷;何藝佳;鄭泉水
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01F1/56
• 分類號: G01F1/56
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平;馬鐵良

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于直接測量液體流量的流量傳感器。

背景技術(shù)

在液體流量傳感器中，最常見的是渦輪傳感器。其原理是流動的液體對渦輪產(chǎn)生沖擊力帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，利用渦輪的旋轉(zhuǎn)帶動磁鐵旋轉(zhuǎn)。進而通過電磁感應產(chǎn)生電流，測量電流的大小以得到水流量的數(shù)值。

傳統(tǒng)的渦輪傳感器在實際使用過程中存在諸多問題。由于渦輪傳感器通過機械旋轉(zhuǎn)的方式獲取液體的流量信息，所以，機械裝置的性能成為影響流量監(jiān)控準確與否的關(guān)鍵因素。但是，機械設備的老化是不可避免的，例如軸承的老化、磨損等問題。另一方面，因渦輪直接與水接觸，水中的化學成分及污垢會給渦輪帶來破壞，造成腐蝕、生銹等問題，改變渦輪的轉(zhuǎn)動慣量，使傳感器的準確性大幅下降。

所以，為了解決傳統(tǒng)流量傳感器存在的缺陷，有必要提供一種新型液體流量傳感器，利用簡潔的方式獲取液體流量的信息，無需采用渦輪、電磁感應裝置等機械設備，避免由于機械結(jié)構(gòu)的老化和破損造成的測量準確性降低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的流量傳感器。

根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種流量傳感器，其中包括：

石墨烯傳感元件；

兩支導線；

柔性載體；

所述柔性載體包覆在所述石墨烯傳感元件上，兩支所述導線分別與所述石墨烯傳感元件電連接，且所述導線項所述柔性載體之外引出。

特別的，所述石墨烯傳感元件可以密封在所述柔性載體中，所述石墨烯傳感元件可以為纖維狀結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述柔性載體可以為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述石墨烯傳感元件可以位于所述柔性載體的圓柱軸線位置。所述柔性載體還可以為矩形板結(jié)構(gòu)。

當所述石墨烯傳感元件為纖維狀結(jié)構(gòu)時，所述導線可以連接在所述石墨烯傳感元件的兩端。

優(yōu)選的，所述柔性載體的材料可以是柔性絕緣疏水材料，特別的，所述柔性載體的材料可以是聚二甲基硅氧烷。

另一方面，本實用新型提供了一種流量傳感器的制造方法，其中包括：

步驟A、制備石墨烯傳感元件；

步驟B、在所述石墨烯傳感元件上連接兩支導線；

步驟C、在所述石墨烯傳感元件周圍形成柔性載體，所述柔性載體將所述石墨烯傳感元件完全密封；

所述柔性載體與所述石墨烯傳感元件緊密接合，以在所述柔性載體產(chǎn)生形變時，使所述石墨烯傳感元件隨所述柔性載體一同形變。

本實用新型還提供了另一種流量傳感器的制造方法，其中包括：

步驟A、制備石墨烯傳感元件；

步驟B、在所述石墨烯傳感元件周圍形成柔性載體，所述石墨烯傳感元件從所述柔性載體中露出；

步驟C、在所述石墨烯傳感元件上連接兩支導線；

所述柔性載體與所述石墨烯傳感元件緊密接合，以在所述柔性載體產(chǎn)生形變時，使所述石墨烯傳感元件隨所述柔性載體一同形變。

優(yōu)選的，所述步驟A的制備石墨烯傳感元件還可以包括：

步驟A1、提供氧化石墨烯溶液和凝固浴；

步驟A2、將所述氧化石墨烯溶液滴入所述凝固浴，所述氧化石墨烯溶液滴入時的拖曳軌跡呈線形，生成纖維狀結(jié)構(gòu)的石墨烯傳感元件；

步驟A3、將生成的石墨烯傳感元件從所述凝固浴中取出。

另外，所述氧化石墨烯溶液的濃度可以為10mg/mL，所述凝固浴可以包括溶劑和溶質(zhì)。所述溶劑是體積比為3:1的水和乙醇溶劑，所述溶質(zhì)為質(zhì)量分數(shù)為5％的氫氧化鈉。

在本實用新型提供的流量傳感器中，石墨烯傳感元件不直接與水流接觸，柔性載體提供的穩(wěn)定密封環(huán)境既能保護石墨烯傳感元件，同時柔性載體自身作為受力元件，能夠向傳感元件傳遞作用力。另外，由于柔性載體的疏水性，其可以避免流體對器件的污染。而石墨烯傳感元件的電阻隨其形變量呈指數(shù)變化，可獲得高穩(wěn)定性和靈敏度。

通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實用新型的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本實用新型的原理。

圖1是本實用新型具體實施例中提供的流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型具體實施例中提供的流量傳感器的底面示意圖；

圖3是本實用新型具體實施例中提供的流量傳感器在使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式