[發(fā)明專利]氣體流速的傳感裝置及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011559003.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN112834778A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉翡瓊
• 主分類號(hào): G01P5/02
• 分類號(hào): G01P5/02;G01L1/24;G01L1/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及氣體流速的傳感裝置及系統(tǒng)，具體涉及氣體流速檢測(cè)領(lǐng)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑臍怏w流速的傳感裝置，當(dāng)需要對(duì)待測(cè)氣體的流速進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，較大的氣體沖擊在該壓電材料層上，并通過(guò)壓電材料層將壓力傳遞到微納結(jié)構(gòu)層，由于微納結(jié)構(gòu)層和金屬層之間依靠第一電極和第二電極支撐，在該金屬層和該微納結(jié)構(gòu)層之間形成了形變空間，并且該微納結(jié)構(gòu)層中周期設(shè)置有多個(gè)孔洞，使得該微納結(jié)構(gòu)層在壓力的作用下產(chǎn)生形變，并帶動(dòng)壓電材料層形變，使得該壓電材料層產(chǎn)生電流，電流通過(guò)該微納結(jié)構(gòu)層傳遞到該第一電極和第二電極上，通過(guò)該第一電極和第二電極測(cè)量得到該傳感裝置的電勢(shì)變化情況，通過(guò)電勢(shì)變化情況與氣體流速的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到該氣體流速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體流速檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種氣體流速的傳感裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣體流速過(guò)大會(huì)導(dǎo)致在輸送氣體的過(guò)程中，管道壓降增大，導(dǎo)致起點(diǎn)壓力增加、末點(diǎn)壓力降低，對(duì)于管壁來(lái)說(shuō)對(duì)管壁的摩擦、沖刷增大，造成管壁、彎頭減薄，另外氣體流速過(guò)大的話容易產(chǎn)生靜電，引起火災(zāi)，氣體流速過(guò)小難實(shí)現(xiàn)反應(yīng)效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般是使用紅外傳感器，對(duì)管道中的氣體流速進(jìn)行測(cè)量，在實(shí)際應(yīng)用中，使用紅外傳感器對(duì)管道中的氣體流速進(jìn)行測(cè)量，是通過(guò)檢測(cè)氣體的指紋光譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的流速進(jìn)行測(cè)量。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的紅外傳感器靈敏度低，且體積大、笨重、昂貴、操作復(fù)雜，難以滿足簡(jiǎn)單的對(duì)氣體流速進(jìn)行測(cè)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氣體流速的傳感裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的紅外傳感器靈敏度低，且體積大、笨重、昂貴、操作復(fù)雜，難以滿足簡(jiǎn)單的對(duì)氣體流速進(jìn)行測(cè)量的要求的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N氣體流速的傳感裝置，傳感裝置包括：襯底層、金屬層、微納結(jié)構(gòu)層、第一電極、第二電極和壓電材料層；金屬層設(shè)置在襯底層的一側(cè)，第一電極與金屬層遠(yuǎn)離襯底層的一側(cè)的一端電連接，微納結(jié)構(gòu)層設(shè)置在第一電極和第二電極遠(yuǎn)離金屬層的一側(cè)，壓電材料層設(shè)置在微納結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)離金屬層的一側(cè)，且微納結(jié)構(gòu)層中周期設(shè)置有多個(gè)孔洞，每個(gè)孔洞內(nèi)分別設(shè)置有平面手性微納結(jié)構(gòu)，平面手性微納結(jié)構(gòu)的形狀為螺旋結(jié)構(gòu)，第二電極與螺旋結(jié)構(gòu)的平面手性微納結(jié)構(gòu)的螺旋中心電連接。

可選地，該螺旋結(jié)構(gòu)的平面手性微納結(jié)構(gòu)的臂寬為160nm-240nm。

可選地，該螺旋結(jié)構(gòu)的平面手性微納結(jié)構(gòu)的螺距為20nm-60nm。

可選地，該壓電材料為復(fù)合壓電材料。

可選地，該金屬層的厚度為40nm-80nm。

可選地，該金屬層靠近微納結(jié)構(gòu)層的一側(cè)為粗糙的平面。

可選地，該金屬層上設(shè)置有與微納結(jié)構(gòu)層的多個(gè)孔洞對(duì)應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)。

可選地，該金屬層上設(shè)置有透氣孔。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N氣體流速的傳感系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)包括：電流檢測(cè)裝置、光源、光譜儀和第一方面任意一項(xiàng)的氣體流速的傳感裝置，電流檢測(cè)裝置的正極和負(fù)極分別與傳感裝置的第一電極和第二電極電連接，用于檢測(cè)電流，光源用于產(chǎn)生并將光傳輸?shù)絺鞲醒b置上，光譜儀用于檢測(cè)傳感裝置的出射光的光譜。

本發(fā)明的有益效果是：