[发明专利]一种具有根状电极结构的湿度传感器

说明书

本发明公开了一种具有根状电极结构的湿度传感器，包括作为电介质的一层基体膜、两个表面电极层、多个根状电极；两个表面电极层黏附于基体膜的上下表面；多个根状电极设置于基体膜内部，且每个根状电极均并与一表面电极层相连。本发明根状电极结构微观上具有纳米结构，宏观上呈现微米结构，相比于现有梳状电极结构，大大增加电极与芯层之间的接触面积；所涉及的电极层的微‑纳米颗粒状结构和根状电极，共同增加了传感器的湿度敏感度；由于基体膜材料的柔韧性和厚度的可选择性，该湿度传感器可以制作成多种形状；本申请所涉及的电容式湿度传感器经过改进可以适用于检测压力、位移、气体浓度等物理量，应用广泛。

技术领域

本发明属于湿度传感器技术领域，具体涉及一种具有根状电极结构的湿度传感器。

背景技术

在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中，湿度由于受其它因素(大气压强、温度)的影响，是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，已无法满足现代科技发展的需要，因此开发新型的湿度传感器的对于现代工业而言十分重要。其中电容式湿度传感器受到广泛的关注。电容器是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成，是电子设备中大量使用的电子元件之一。电容式传感器利用电容器原理，将被测非电量的改变转化为电容量的变化，进而转换为便于测量和传输的电压、电流或频率等信号。电容量变化的大小随着被测参数的大小而变化，利用这一原理可制成加速度传感器、湿度传感器、压力传感器、气体传感器、化学传感器、生物传感器、声表面波传感器等各种传感器，应用范围相当广泛。

聚合物电解质是由固/液两相结构组成，在湿度环境中具有较强的吸水/应变能力。当聚合物电解质吸水后，其内部会形成离子通道，离子通道内部是包含水合离子的溶液，这些水合离子之间通过微通道联通，形成固/液两相结构。如果在聚合物电解质薄膜上下表面分别附着两层金属电极，形成聚合物/金属复合膜材料，成为具有特定信号响应的传感器。由于膜材料具有较好的吸湿溶胀性，这种传感器可以用以检测湿度量；或是引入不同的金属离子使膜材料获得不同的化学特性，利用膜材料的介电常数的变化引起的电容值的变化来检测湿度、气体浓度、离子浓度等物理量。因此，聚合物电解质/金属复合膜材料制成的传感器，具有广阔的应用前景。

为了解决以上问题我方研发出了一种具有根状电极结构的湿度传感器。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有根状电极结构的湿度传感器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种具有根状电极结构的湿度传感器，包括：

作为电介质的一层基体膜；

两个表面电极层；两个表面电极层黏附于基体膜的上下表面；

多个根状电极；多个根状电极设置于基体膜内部，且每个根状电极均并与一表面电极层相连。

优选地，基体膜为具有湿敏特性的聚合物电解质基体膜，基体膜的厚度大于0微米小于200微米。

优选地，表面电极层为导电层，表面电极层的厚度大于0微米小于10微米。

优选地，任意两个紧靠的根状电极之间的距离大于0微米小于20微米。

优选地，表面电极层的内表面呈现微米-纳米级颗粒状分布结构。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种具有根状电极结构的湿度传感器：