[實用新型]一種柔性電容式濕度傳感器

有效

• 申請號: 201720346992.2
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN206601357U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 姚堯;張慧;馬文英;李蠡;凌味未;魏華;黃銚;陳功;杜江
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 韓雪

技術領域

本實用新型涉及一種濕度傳感器，特別是一種對電極進行保護的柔性電容式濕度傳感器。

背景技術

濕度傳感器在軍事、氣象、農業、工業控制、醫療器械等許多領域有著廣泛的應用。在過去的幾十年里，有許多針對電容式、電阻式、壓阻式、光學式等類型濕度傳感器的研究。在商用領域中，電容式濕度傳感器應用最為廣泛，這是因為電容式濕度傳感器靈敏度高、制造成本低、動態響應時間短、熱損耗極小等特點。

傳統濕度傳感器采用硅基材料，而硅基材料具有機械脆性，不能維持較大的形變和瞬時的沖擊等；材料的剛性也很難適用于諸如彎曲表面的觸覺傳感探測等。

同時，現有的柔性電容式濕度傳感器通常沒有對電極實行保護，濕度敏感材料直接填充在電極上，由于金屬在長時間處于濕度環境下容易被氧化，造成穩定性降低、使用壽命較短等問題。

實用新型內容

本實用新型的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種柔性電容式濕度傳感器及其制備方法，該濕度傳感器靈敏度高、結構簡單和穩定性好，廣泛適用于多個領域。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種柔性電容式濕度傳感器，包括柔性襯底、電極和濕敏材料層；所述電極設置在柔性襯底的一個表面上，柔性襯底相對的另一個表面上設置有濕敏材料層，電極和濕敏材料層通過柔性襯底隔開；所述電極由導線引出。

進一步：所述電極表面涂覆有電極保護層。

進一步：所述電極沉積在柔性襯底底面；所述濕敏材料層旋涂在柔性襯底頂面。

進一步：所述電極通過絲網印刷技術形成在柔性襯底底面。

進一步：所述電極為叉指電極。

進一步：所述叉指電極為螺旋形。

進一步：所述柔性襯底為 PET襯底。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

本發明采用的背面涂覆敏感材料的方式可以對電極實施保護，防止電極吸附水氣之后被氧化，也可以防止電極吸附水氣對測量造成誤差，提高測量的準確性，延長傳感器的使用壽命，增強傳感器的穩定性；

采用的PET材料比之前使用的LCP材料的柔軟度更高,LCP材料大多用來作為基板材料，柔軟度較低，本發明所采用的PET材料柔軟度好，可以任意彎曲，且由于傳感器的結構簡單、易于制作、成本低等優點，可以廣泛使用在生物醫學和可穿戴設備等更多領域。

附圖說明

圖1是本發明實施例中柔性電容式濕度傳感器的結構示意圖。

圖2是本發明實施例中電極的結構示意圖。

圖中有：1為柔性襯底，2為電極，3為電極保護層，4為濕敏材料層。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型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用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，一種柔性電容式濕度傳感器，包括柔性襯底1、電極2和濕敏材料層4；所述電極2設置在柔性襯底1的一個表面上，柔性襯底1相對的另一個表面上設置有濕敏材料層4，電極2和濕敏材料層4通過柔性襯底1隔開；所述電極2由導線引出。

上述結構的濕度傳感器的工作原理：兩個電極形成邊緣電容，濕敏材料是邊緣電容的介質，當濕敏材料吸收到外部環境中的水蒸氣時，其敏感薄膜吸附水分子，介電常數發生改變，從而導致邊緣電容發生相應的變化，測出環境的濕度。

在現有的電容式濕度傳感器中，濕敏材料填充于電極之間，濕敏材料與電極接觸；而本發明的柔性電容式濕度傳感器中，電極2和濕敏材料層4分別設置于柔性襯底1的兩面，電極2和濕敏材料層4之間不接觸，防止電極吸附水氣之后被氧化，達到對電極進行保護的目的，從而延長傳感器的使用壽命。

作為優選：所述電極2沉積在柔性襯底1的底面；所述濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1的頂面。

以上結構，濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1頂面，電極2沉積在柔性襯底1的底面；由于濕敏材料層4直接旋涂在PET襯底上，而不與電極接觸，這可以使得濕敏材料層厚度更為均勻。

作為優選：所述電極2表面涂覆有電極保護層3。電極保護層3將電極2完全覆蓋，避免電極2吸附水分被氧化。

作為優選：所述電極2沉積在柔性襯底1底面；所述濕敏材料層4旋涂在柔性襯底1頂面。

作為優選：所述電極2通過絲網印刷技術形成在柔性襯底1底面。

作為優選：所述電極2為叉指電極。