[發明專利]一種濕度傳感器

在審

• 申請號: 201910853735.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110702742A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 段學欣;周誠;張孝雙;唐寧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G01N27/02
• 代理公司: 11017 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 韓登營

本發明提供了一種濕度傳感器，包括：基底；濕敏材料納米線；設置于所述基底上，用于進行濕度感應；電極，接觸設置于所述濕敏材料納米線的兩端。由上，本申請的濕度傳感器，有利于實現高效快速地進行濕度的測量。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種濕度傳感器。

背景技術

濕度傳感器通常用于測量給定區域的濕度信息，并能將檢測感受到的信息轉換為特定的信號輸出。呼吸，作為最重要的健康指標之一，一直是在目前醫療界在全力構建的無線可穿戴柔性醫療檢測體系中非常重要的一個環節。因為許多疾病，如支氣管炎、哮喘、肺炎、睡眠呼吸暫停綜合征和心臟驟停等，都會導致呼吸速度和呼吸深度的突然變化。所以呼吸的異常可作為許多慢性疾病或其他問題的征兆之一。所以近些年來有許多關于柔性可穿戴呼吸傳感器的研究，例如基于濕度和壓力的。但是這些傳感器存在易受外部環境影響的問題，例如基于濕度的傳感器易受到外界環境濕度的影響，基于壓力的傳感器容易受到人體活動以及外界環境帶來的應變的影響，從而影響測量結果。而由于人體的呼出氣通常具有很高的濕度，可達到百分之九十以上，所以可以基本不受外界環境的影響，所以近年來，濕度傳感器被證明可以更準確、更方便地進行呼吸監測。

于是近些年出現了大量的可用于呼吸檢測的濕度傳感器。但是目前多數濕度傳感器存在著響應較慢的問題。因為水分子吸附到濕敏物質內部再解吸附出來，需要一定的時間(當水分子解吸附出來之后，才能繼續進行濕度檢測)。而人正常的一次呼吸持續時間是3-4s，要想通過對呼出氣的濕度進行檢測進而對呼吸情況進行監測，則對濕度傳感器的響應時間和恢復時間提出了很高的要求，例如，當在對一名用戶進行呼吸的濕度檢測時，當剛好濕度發生變化時，若濕度傳感器反應較慢，之前測量時水分子被吸附到濕敏物質內部而尚未被解吸附出來，從而不能即時的檢測當下患者的呼吸的濕度情況。因此，需要提高濕度傳感器的響應速度和恢復速度。

因此，目前亟需一種濕度傳感器，以提高提高濕度傳感器的響應速度和恢復速度，以實現高效快速進行濕度的測量，進而達到對呼吸情況進行高效監測的目的。

發明內容

有鑒于此，針對目前的濕度傳感器存在響應時間較長的問題，本申請提出了一種納米限制條件下的濕度柔性傳感器，通過將濕敏材料限制在納米尺度條件下，從而極大的增大其表體比，進而有效的提高其對濕度的響應速度，恢復速度及響應值。

本申請提供的一種濕度傳感器，包括：

基底；

濕敏材料納米線；設置于所述基底上，用于進行濕度感應；

電極，接觸設置于所述濕敏材料納米線的兩端。

由上，本申請的濕度傳感器中的濕敏材料為納米級的納米線，其對濕度變化響應及恢復十分靈敏，有利于更加靈敏、快速、準確地測量濕度。

優選地，所述濕敏材料納米線的材質包括但不限于：

聚3，4-乙撐二氧噻-聚苯乙烯磺，氧化石墨烯，還原的氧化石墨烯，三硫化磷鎳晶體，二硫化鉭晶體，二硫化鎢。

優選地，所述濕敏材料納米線為：由直徑為納米級的濕敏顆粒排列成的一維納米線。

由上，如果材料是普通的形態，例如薄膜的話，則由多層顆粒組成。與水分子接觸時，水分子需要進行多層的吸附，這就導致了材料與水接觸時需要較長的時間來達到穩態，從而導致響應時間較長。而本申請可以使得對濕度敏感的顆粒外表面最大限度的暴露在外部環境中。有利于快速充分快速的與水接觸，從而大大的提高了其的響應速度和靈敏度，以及提高了水分解吸附速度(恢復速度)。

優選地，所述濕敏顆粒由導電內層和對濕度敏感的非導電外層構成；其中，所述濕敏顆粒的直徑為：10nm～60nm。