[发明专利]无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法

摘要

本发明提供一种无线无源自供能大气环境传感器阵列及其制备方法，传感器阵列包括转轴、聚合物转子、金属接收极、气敏薄膜、引线及底座，本发明实现了仅靠外界机械运动就能同时驱动的环境能量收集—无线能量传输—自发主动检测一体化探测系统，且不需要外部供电就能独立工作，通过聚合物转子收集外界机械能并以时变电位移场的形式将能量无线发射给后端收集端，并在能量转换界面将特异性气敏反应调制在输出电信号中，已达到对大气环境无线无源自供能实时监测的要求，为大气环境监测网络和系统的发展奠定坚实的理论与技术基础。

主权项

1.一种无线无源自供能大气环境传感器阵列，其特征在于：包括供能部分和探测部分，供能部分包括绕转轴(1)转动的聚合物转子(2)，聚合物转子和底座关于转轴(1)同心设置，聚合物转子位于金属接收极的上方，聚合物转子包括至少一个扇形叶片，扇形叶片靠近圆心的一端与转轴固定，聚合物转子作为能量收集及传输单元，聚合物转子的表面设有与空气摩擦电极性不同的聚合物薄膜，聚合物转子在大气气流作用下转动，聚合物转子与空气接触起电过程在其表面形成等量异号的摩擦电荷，并对外输出时变电位移场能量；探测部分包括圆形的底座，底座上方固定金属接收极用于测试气体；底座上方设有至少一根金属接收极(3)、以及一根参比电极；金属接收极和参比电极的两端都分别连接引线，引线用于引出信号到电流测试仪器的测试端；引线支撑金属接收极和参比电极使其平行于聚合物转子所在平面，金属接收极的整个表面沉积着气敏薄膜，每个金属接收级表面的气敏薄膜材料不同，参比电极上不固定任何敏感材料，金属接收极用于无线收集时变电位移场能量并转化成感应电流，金属接收极呈条状；气敏薄膜固定在金属接收极上，构成气体敏感单元，气体敏感单元将其表面处由于气体吸附产生的化学特异性反应过程调制到输出信号当中，从而实现待测气体种类和浓度的自发主动检测。