[发明专利]湿度传感器及其用途

权利要求书

1.一种湿敏装置，包括基材和在该基材的至少一部分上的湿敏涂层，其中，该湿敏涂层的厚度取决于邻近该涂层的气氛中的水分量，并且其中，该涂层和/或基材干扰入射在该涂层上的光，产生根据该涂层厚度而变化的光输出；

该涂层为聚电解质多层(PEM)；

该涂层包括从5至10.5个PEM双层，其中每个PEM双层包括聚阳离子聚合物层和聚阴离子聚合物层；

PEM双层使用逐层组装技术通过基材与含有聚阳离子聚合物的溶液和含有聚阴离子聚合物的溶液的重复交替处理来形成；含有聚电解质的溶液还含有氯化钠；NaCl浓度为0.5-2M；

该聚阳离子聚合物选自聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA)；

该聚阴离子聚合物选自聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)。

2.根据权利要求1所述的湿敏装置，其中，该光输出包括从该装置反射的光。

3.根据权利要求1所述的湿敏装置，其中，该光输出包括透射穿过该装置的光。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的湿敏装置，其中，该基材具有两个或更多个单独的湿敏涂层，并且该两个或更多个涂层中的至少两个具有不同数量的PEM双层。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的湿敏装置，其中，该基材是不透明材料或反射材料。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的湿敏装置，其中，该基材是玻璃、塑料、陶瓷、金属、准金属或合金。

7.根据权利要求6所述的湿敏装置，其中，该基材选自由以下各项组成的组：抛光硅晶片、黑色或深色且反射的塑料、以及CdTe基材。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的湿敏装置，其中，该基材是条带。

9.一种湿度传感器，包括如权利要求1至8中任一项所述的湿敏装置，其中，该涂层的厚度变化是可逆的。

10.一种湿度传感设备，包括如权利要求9所述的湿度传感器、可操作地与该传感器相关联并被配置成递送入射在该涂层上的光的光源、以及可操作地与该传感器相关联并被配置成检测来自该传感器的输出光的光检测器。

11.根据权利要求10所述的湿度传感设备，其中，该检测器是光电检测器。

12.根据权利要求11所述的湿度传感设备，其中，该光电检测器产生输出电信号，该输出电信号取决于由该光电检测器检测的输出光的强度和/或波长。

13.一种湿度传感器，包括具有取决于邻近涂层的气氛中的水分量的湿敏涂层的弯曲的锥形光纤、被配置成将光馈送到该光纤的一端的光源以及被配置成收集来自另一端的调制光的光检测器，并且其中该涂层厚度的变化导致折射率的变化，这导致由于来自该光纤的光泄漏的基于吸收的损耗，并且导致根据该涂层厚度变化的调制光输出；

该涂层为聚电解质多层(PEM)；

该涂层包括从5至10.5个PEM双层，其中每个PEM双层包括聚阳离子聚合物层和聚阴离子聚合物层；

PEM双层使用逐层组装技术通过基材与含有聚阳离子聚合物的溶液和含有聚阴离子聚合物的溶液的重复交替处理来形成；含有聚电解质的溶液还含有氯化钠；NaCl浓度为0.5-2M；

该聚阳离子聚合物选自聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA)；

该聚阴离子聚合物选自聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)。

14.一种制造根据权利要求1至13中任一项所述的装置或传感器的方法，该方法包括提供基材，并且用湿敏涂层涂覆该基材。

15.一种测量相对湿度的方法，该方法包括使如权利要求1至13中任一项所述的装置或传感器与具有待测量湿度的气氛接触，测量来自该装置或传感器的光学输出，并基于所测量的光学输出确定相对湿度。