一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器及其製備和測試方法
2023-10-17 09:25:14 2
專利名稱：一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器及其製備和測試方法
技術領域：
本發明屬新型溼度傳感器，可用於工業生產、生物、醫療、航空航天等領域。
背景技術：
溼度傳感器是一類重要的化學傳感器，已在工業生產、過程控制、環境監測、氣象、航空航天等領域有著廣泛的應用，如精密電子元件製造、航天飛彈、火箭的儲存。為了創造更好的對醫療環境，工業實驗環境，航空航天生產環境，對溼度的檢測、控制或調整必不可少。有機高分子溼敏材料以其材料來源豐富，相對溼度範圍寬，溼滯回差小，響應速度快等優異性能而得到了越來越多的發展，是最具發展前途的一類溼敏材料。早期的高分子溼敏材料多是纖維素類材料，目前常用的有醋酸纖維素類，苯乙烯類，聚胺醯胺類，聚甲基丙烯酸甲脂類以及這些材料的衍生物、與其他單體的共聚物等。這些材料均是含有極性基團，即親水基，可以與水分子相互作用形成氫鍵或以範德華力結合，達到吸溼目的。CHR-Ol是一電阻型溼度傳感器，其檢測範圍20% 90%RH，檢測精度土5%RH，工作溫度(TC +85°C。但不適合更高溫度與強酸性、強鹼性等惡劣環境檢測和高精度要求的工業環境監測。
發明內容
本發明提出一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器及其製備方法和測試方法，採用全氟磺酸樹脂(PFSI)作為溼敏材料的電阻型溼度傳感器，具有較好應用前景。本發明的技術方案為一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器，包括溼敏材料層、金屬電阻層和引線端子，為圓柱狀結構，中間為溼敏材料層，溼敏材料層的截面為圓形並帶有一個凸起部，所述的溼敏材料層為Nafion溶液固化而成，在溼敏材料層的側面化學鍍Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金屬電阻層，在金屬電阻層的兩端靠近接頭處的表面採用真空鍍疒3mm2的鈦膜，作為引線端子。製備所述的高分子聚合物基電阻型溼度傳感器的方法，以Nafion溶液固化製備溼敏材料層，溼敏材料層的上下表面採用聚氨酯保護，側面經過粗化、活化、酸浸後，再靜置於[Pt (NH3) JCl2 溶液中，按下式反應鍍內層電極-APt++Nem4+40H_ 4Pt+2H2+B (OH) ；+Na+ ；然後再按下式鍍外層電極..Pt++2Nβ4 Pt+2NH4++4NH3+N2 ;內外層電極鍍好後,再除去凸起部表面的金屬層Pt得到金屬電阻層，再採用真空蒸發鍍膜法在金屬電阻層靠近接頭處鍍鈦膜製備引線端子。所述的高分子聚合物基電阻型溼度傳感器的檢測方法，由交流供橋電路進行供電，通過交流放大電路進行測量，通過下式換算得到溼度，
權利要求
1.一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器，包括溼敏材料層(I)、金屬電阻層(2)和引線端子(3)，其特徵在於，為圓柱狀結構，中間為溼敏材料層(1)，溼敏材料層(I)的截面為圓形並帶有一個凸起部，所述的溼敏材料層(I)為Nafion溶液固化而成，在溼敏材料層(I)的側面化學鍍Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金屬電阻層(2)，在金屬電阻層(2)的兩端靠近接頭處的表面採用真空鍍疒3mm2的鈦膜，作為引線端子(3)。
2.製備權利要求I所述的高分子聚合物基電阻型溼度傳感器的方法，以Nafion溶液固化製備溼敏材料層，其特徵在於，溼敏材料層的上下表面採用聚氨酯保護，側面經過粗化、活化、酸浸後，再靜置於[Pt(NH3)JCl2溶液中，按下式反應鍍內層電極'4Pf+滅H4+40H 4Pt+2H2+B(0H)；+Na ;然後再按下式鍍外層電極-.Pt++2Nfi4 Pt+2NH4++4NH3+N2 水叭昆電W教好後，再除去凸起部表面的金屬層Pt得到金屬電阻層(2)，再採用真空蒸發鍍膜法在金屬電阻層(2 )靠近接頭處鍍鈦膜製備弓I線端子(3 )。
3.權利要求I所述的高分子聚合物基電阻型溼度傳感器的檢測方法，其特徵在於，由交流供橋電路進行供電，通過交流放大電路進行測量，通過下式換算得到溼度，
全文摘要
本發明公開了一種高分子聚合物基電阻型溼度傳感器及其製備和測試方法，包括溼敏材料層、金屬電阻層和引線端子，為圓柱狀結構，中間為溼敏材料層，溼敏材料層的截面為圓形並帶有一個凸起部，所述的溼敏材料層為Nafion溶液固化而成，在溼敏材料層的側面化學鍍Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金屬電阻層，在金屬電阻層的兩端靠近接頭處的表面採用真空鍍2~3mm2的鈦膜，作為引線端子。製備以Nafion溶液固化製備溼敏材料層，溼敏材料層的上下表面採用聚氨酯保護，側面經過粗化、活化、酸浸後，再鍍內外層電極；內外層電極鍍好後，除去凸起部表面的金屬層，再採用真空蒸發鍍膜法在金屬電阻層靠近接頭處鍍鈦膜製備引線端子。
文檔編號G01N27/04GK102928475SQ201210434129
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者熊克, 卞侃, 吳佳俊, 潘瀟, 陳宏 申請人:南京航空航天大學