[發明專利]一種基于機械超材料結構的濕度傳感器有效
| 申請號: | 202011164155.0 | 申請日: | 2020-10-27 |
| 公開(公告)號: | CN112268939B | 公開(公告)日: | 2022-07-12 |
| 發明(設計)人: | 韓磊;張勛;隋東辰;王慕恩;張海青 | 申請(專利權)人: | 東南大學 |
| 主分類號: | G01N27/12 | 分類號: | G01N27/12 |
| 代理公司: | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 吳旭 |
| 地址: | 211189 江*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 機械 材料 結構 濕度 傳感器 | ||
1.一種基于機械超材料結構的濕度傳感器,其特征在于:所述濕度傳感器為旋轉對稱結構,包括主體結構、濕度敏感層(2)、CNT薄膜電阻(3)、連接線(4)、加熱電阻(5);其中,所述主體結構為由三片S型微結構支撐層(1)依次首尾相連形成的環形結構;每片所述S型微結構支撐層(1)的兩個凸側上靠近微結構支撐層相連端點處分別固連一片濕度敏感層(2),所述S 型 微結構支撐層(1)與濕度敏感層(2)共同構成機械超材料結構;每片所述S型微結構支撐層(1)的外側固連一個加熱電阻(5),加熱電阻(5)位于S型微結構支撐層(1)中點與內凸的濕度敏感層之間;所述CNT薄膜電阻(3)設置在所述環形結構的內側并位于其幾何中心,每個加熱電阻(5)中點處對應的S型微結構支撐層(1)的內側分別通過一根連接線(4)與所述CNT薄膜電阻(3)的邊緣連接,所述連接線(4)為剛性材料;
當空氣中濕度增大時,濕度敏感層(2)吸收水分子后發生膨脹,導致機械超材料結構產生向內收縮的形變,同時對各加熱電阻(5)施加相同的電流激勵,使加熱電阻(5)溫度上升,使得機械超材料結構產生向外膨脹形變,當所述電流激勵引起所述機械超材料結構的向外膨脹形變與濕度引起所述機械超材料結構的向內收縮形變發生相互抵消時,檢測所述加熱電阻(5)上所施加電流激勵的大小來實現濕度的測量。
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