[發明專利]溫度傳感器及其應用和制備溫度感知模塊的方法

有效

• 申請號: 202110008587.0
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112857605B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張曉升;陳波;馮濤;田晟瑞;吳幸東;呂宸銳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16;G01K13/20;G01K1/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.一種溫度傳感器，其特征在于，包括疊層結構(2)的溫度感知模塊，溫度感知模塊連接柔性電路板(1)，溫度感知模塊傳導數據至柔性電路板(1)，柔性電路板(1)處理傳導的溫度數據；

疊層結構(2)包括兩個溫度敏感層，兩個溫度敏感層中間設置有多個電極(4)，所述多個電極(4)通過導線(3)連接至柔性電路板(1)，所述柔性電路板(1)用于處理電極(4)數據，溫度敏感層為包括聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯和導電填料通過旋涂成膜制成的溫度敏感層，所述兩個溫度敏感層包括第一層溫度敏感層和第二層溫度敏感層，第一層溫度敏感層的聚氧化乙烯分子的分子量小于或大于第二層的聚氧化乙烯分子的分子量；

所述導電填料包括石墨粉末，導線(3)為銅線，電極(4)采用導電銀漿電極(4)；

所述柔性電路板(1)上還設置有藍牙模塊和電池，所述藍牙模塊內部集成微處理器、數模轉化和藍牙，藍牙模塊用于處理溫度感知模塊的數據，再通過無線傳輸到終端，處理操作包括模數轉換；

所述電池為柔性電路板(1)供電，藍牙模塊應用bluetooth 4.0技術；

所述溫度傳感器還包括覆蓋有聚二甲基硅氧烷的多個電極(4)。

2.一種溫度傳感器的應用方法，其特征在于，應用權利要求1所述的一種溫度傳感器，步驟如下：

A、將溫度感知模塊的銅線引出到溫度感知模塊外部并焊接至柔性電路板(1)上，柔性電路板(1)焊接藍牙模塊和電池；

B、粘連柔性電路板(1)至溫度感知模塊的頂部，并將柔性電路板(1)和溫度感知模塊采用固定至人體的腋下。

3.一種溫度感知模塊的制備方法，基于權利要求1所述的一種溫度傳感器，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、取純凈水，再放入磁力轉子，將燒杯放置在恒溫磁力攪拌機上，取聚氧化乙烯粉末，加入純凈水中，均勻攪拌溶液；

步驟2、取石墨粉末，在步驟1制備的攪拌完畢的溶液中加入石墨粉末，超聲處理攪拌兩次，兩次之間降溫放置，第二次處理后得到混合溶液；

步驟3、在步驟2制備的混合溶液中加入聚偏二氟乙烯，再加入分散劑，均勻攪拌溶；

步驟4、用膠頭滴管在步驟3制備的混合溶液中汲取溶液，滴在聚酰亞胺上，放置在勻膠機上，旋轉成膜，在恒溫條件下干燥，剪裁制得第一層溫度敏感層，重復步驟1，2，3，此時所稱取的聚氧化乙烯對分子質量與步驟1的聚氧化乙烯相對分子量不同；用膠頭滴管在這次步驟3制備的混合溶液中汲取溶液，滴在聚酰亞胺上，放置在勻膠機上，旋轉成膜后干燥，剪裁制得第二層溫度敏感層；疊層結構的溫度敏感層包括第一層溫度敏感層和第二層溫度敏感層；第一層溫度敏感層的聚氧化乙烯分子的分子量小于或大于第二層的聚氧化乙烯分子的分子量；

步驟5、制備聚二甲基硅氧烷為基底，將第一層溫度敏感層、電極(4)、第二層溫度敏感層依次放置在基底上，再用導電銀漿將銅線連接到第一層溫度敏感層、第二層溫度敏感層的兩端并用銅線引出電極(4)，最后，在兩層溫度敏感層的間隙澆鑄液體聚二甲基硅氧烷，再固化得到溫度感知模塊。

4.根據權利要求3所述的一種溫度感知模塊的制備方法，其特征在于，包括如下詳細步驟：

步驟1、用燒杯量取20ml的純凈水，再放入磁力轉子，將燒杯放置在恒溫磁力攪拌機上，稱取0.6g相對分子量為1000-1500的聚氧化乙烯粉末，加入燒杯中，以500rpm的轉速，均勻攪拌溶液60min；

步驟2、稱取0.8g石墨粉末，在步驟1制備的攪拌完畢的溶液中加入稱取的0.8g石墨粉末，超聲處理30min，超聲攪拌后燒杯中溶液溫度升高，降溫5min，繼續超聲處理30min，再以500rpm的轉速，均勻攪拌溶液60min，得到混合溶液；

步驟3、稱取0.6g的聚偏二氟乙烯，在步驟2制備的混合溶液中加入稱取0.6g的聚偏二氟乙烯，再加入10ml的分散劑，在150℃溫度條件下，以500rpm的轉速，均勻攪拌溶液240min；

步驟4、用膠頭滴管在步驟3制備的混合溶液中汲取1～3ml溶液，滴在聚酰亞胺上，放置在勻膠機上，以1000rpm旋轉15s成膜，在60℃恒溫條件下干燥120min，剪裁成1cm*2cm的形狀，制得第一層溫度敏感層，重復步驟1，2，3，此時所稱取的聚氧化乙烯相對分子量為4000k，用膠頭滴管在這次步驟3制備的混合溶液中汲取1～3ml溶液，滴在聚酰亞胺上，放置在勻膠機上，以1000rpm旋轉15s成膜，在60℃恒溫條件下干燥120min，剪裁成1cm*2cm的形狀，制得第二層溫度敏感層；

步驟5、制備厚度1～10mm聚二甲基硅氧烷為基底，將第一層溫度敏感層、電極(4)、第二層溫度敏感層依次放置在基底上，再用導電銀漿將銅線連接到第一層溫度敏感層、第二層溫度敏感層的兩端并用銅線引出電極(4)，最后，在兩層溫度敏感層的間隙澆鑄液體聚二甲基硅氧烷，并在70℃的恒定溫度下再固化120min得到溫度感知模塊。