[發明專利]一種濕度傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 202011286438.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112461896A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 丁川
• 申請（專利權）人: 丁川
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G06K19/077
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 錢文斌

本發明涉及一種濕度傳感器，包括RFID芯片和織物天線，所述RFID芯片的PAD部分與織物天線進行電連接；所述織物天線以嵌花技術將導電紗線通過織造的方式在基底面料上形成天線圖案造型，當織物天線的基底面料的含水率變化時，傳感器體系表現出來的背散射能量發生改變，通過測量發生的改變獲得基底面料的含水率實現對濕度的測量。本發明還涉及上述濕度傳感器的制造方法。本發明實現了濕度傳感器的無源化。

技術領域

本發明涉及濕度檢測技術領域，特別是涉及一種濕度傳感器及其制造方法。

背景技術

濕度是指物質中所含水分的量，可通過濕度傳感器進行測量。濕度傳感器是將環境濕度轉換為電信號的裝置，通常可以分為陶瓷類、半導體類和聚合物類。

隨著科技的發展，特別是隨著可穿戴式設備技術的發展，人們需要各類傳感器可以用來監測人體各類生理活動信號。而傳統傳感器多為硬質傳感器，用于長時間與人體直接接觸的環境時存在明顯的局限。這就給各類柔性傳感器帶來了越來越多的機會，特別是在運動和健康醫療領域有著廣闊的應用前景。

目前開發的應用于紡織/可穿戴領域的柔性傳感器通常可以分為：

一、使用導電紗線作為電極，通過織造或刺繡等方式形成帶織物傳感器。

如專利CN110042544A公開的一種具有濕度傳感功能的紡織品，是一種含有導電的不銹鋼纖維的針織品。當織物吸/放濕時，其電阻率發生變化，通過測量其電阻率變化即可實現濕度測量。但這種針織品感濕模塊部分紗線中需要混入大量的不銹鋼纖維，影響針織品的舒適性。如專利CN102121163A公開的一種具有濕度傳感器功能的針織品，是一種利用織造技術在織物基底上織成兩條間隔開的傳導電極。當基底織物吸/放濕時，其電阻率改變。

二、通過織造的方式將柔性導電聚合物嵌入紡織品中

T.Kinkeldei,C.Zysset,KH Cherenack and G.Troster,A TEXTILE INTEGRATEDSENSOR SYSTEM FOR MONITORING HUMIDITYAND TEMPERATURE,Transducers'11,Beijing,China,June 5-9,2011。該文章報道了一種基于柔性聚酰亞胺基板的傳感器系統，該系統包含一個金電阻溫度傳感器(RTDs)和一個導電聚合物(PEDOT-PSS)濕度傳感器。傳感器是用織布機將條狀單個傳感帶織入普通織物。剛性傳感器難以有效的與紡織品融合，因此在舒適性上存在不足。如專利CN108169295A以及CN204514847U制備的膜狀柔性濕度傳感器，因其形狀特點，也不容易將此類傳感器按照編織方法織入織物中，且也不能很好的與織物貼合，故不能很好的體現柔性濕度傳感器的應用價值。

三、印刷或涂層方法

Woven Temperature and Humidity Sensors on Flexible Plastic Substratesfor E-Textile Applications.Giorgio Mattana,Thomas Kinkeldei,DavidLeuenberger.IEEE SENSORS JOURNAL,VOL.13,NO.10,OCTOBER 2013。該文章介紹了一種在柔性塑料條紋上實現的織物溫濕度傳感器。介紹了兩種不同的傳感器制作技術:一種是傳統的光刻制版技術；第二種方法，即噴墨印刷，是一種有效的、低成本的替代方法。獲得的溫度和濕度傳感器，可以很容易地集成在織物中使用傳統的織機。專利US4932464披露了一種濕氣和露水檢測傳感器，包括非織造織物和濕度敏感電阻物質炭黑，以基本上連續和分散的狀態粘附到所述非織造織物上，并且在濕氣和露水檢測傳感器中形成多個細小空隙。由于存在多個空隙，故而在不同含水量狀態下其電阻發生改變。

四、無紡制備方法