用于保护电子设备免于受水侵害的装置和方法制造方法及图纸

一种装置包括：具有感应膜和至少两个电极的传感器；以及可在操作上关联于所述传感器的多个电子组件。所述感应膜被配置为基于与液体水接触之前即时的湿度来提供信号。所述电子组件被配置为提供输出电压的改变以便触发将电子设备与电源断连的电子开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在本文中公开的示例性和非限制性实施例一般涉及保护电子设备免于受水侵害， 并且特别涉及一种用于保护电池供电的移动电子设备免于受水侵害的装置和方法。
技术介绍
已熟知各种类型的用于保护电子设备免于受水侵害的系统和设备。一些设备利用 防水封装来抑制水进入电子电路所位于的隔间。其它设备采用水检测传感器，在所述水检 测传感器中，电路使用电极来检测该电路向水中的浸入。被动式水进入检测器（诸如当暴 露于水时改变颜色的测试条）也被移动设备的制造商用来避免由于移动设备的用户导致 的水损害而产生的保修更换。然而，这样的检测器并不为移动设备的用户提供任何益处。电 容感应设备也被用于测量湿度，但这样的设备倾向于基于对聚合物或金属氧化物的介电常 数值的改变的测量，并且因此相对慢地对湿度的改变做出响应。
技术实现思路
下面的摘要仅旨在是示例性的，并且不旨在限制权利要求的范围。 根据一个方面，一种装置包括：传感器，其包括感应膜和至少两个电极；以及可在 操作上关联于所述传感器的多个电子组件。所述感应膜被配置为基于与液体水接触之前即 时的湿度来提供信号。所述电子组件被配置为提供输出电压的改变以便触发将电子设备与 电源断连的电子开关。 根据另一方面，一种方法包括：提供包括感应膜和至少两个电极的传感器以及可 在操作上关联于所述传感器的多个电子组件，其中，所述感应膜被配置为基于与液体水接 触之前即时的湿度来提供信号；以及使用所述感应膜来感应电子电路中的湿度，以便确定 传感器电压。 根据另一方面，一种非瞬态计算机可读存储介质包括一个或多个指令的一个或多 个序列，所述一个或多个指令的一个或多个序列当被装置的一个或多个处理器执行时导致 该装置至少：使用感应膜来感应电子电路中的湿度，以便确定传感器电压。【附图说明】 在下面结合附图进行的描述中阐述了前述方面和其它特征，其中： 图1是一种用于保护电子设备免于受水侵害的设备的一个示例性实施例的示意 电路图，所述设备包括传感器，所述传感器包括氧化石墨烯膜； 图2A是图1的传感器的电阻随时间变化的图形表示； 图2B是图1的设备的输出电压随时间变化的图形表示； 图3A是采用多孔纳米结构涂层的传感器的示例性配置的示意表示，其中，所述多 孔纳米结构涂层在所述传感器的表面上生成超疏水性层； 图3B是图3A的传感器的示意表示，其示出了被圈闭（trapped)在水与超疏水性 层之间的空气膜； 图4A是由电阻值表现其特征的各种传感器的响应随时间变化的图形表示； 图4B是图4A的传感器的响应的归一化时间导数的图形表示； 图5是氧化石墨烯膜传感器对于相对湿度突然增大的响应的图形表示； 图6A是在IOkHz的频率下GO膜的电阻对于高湿度脉冲的响应的图形表示； 图6B是在直流电情况下GO膜的电阻对于高湿度脉冲的响应的图形表示；以及 图7是示出了一个示例性方法的示图，该示例性方法使用由图1的电路图体现的 设备。【具体实施方式】 诸如电话、相机等的便携式电子设备当使其与水接触时可被损坏。意外受水损害 占全部便携式电子设备故障的相当大比例。修理处于保修的设备的受水损害一般涉及劳动 力成本，所述劳动力成本可以大大增加更换材料的成本，特别是在较不昂贵的设备中，这是 不可接受的成本负担。 -种用于避免便携式电子设备受水损害的示例性方法在于使所述设备"防水"。防 水涉及防止或抑制水变得与设备内的电子电路相接触。存在几种可以实现电子设备的防水 的方式，一种方法在于通过使用弹性密封装置来有效密封该设备上的全部开放孔隙。然而， 所述方法意味着：各种访问端口（例如USB端口、插头连接器等）被配备了可装卸的密封装 置，其中，用户必须记得在使用之后将所述可装卸的密封装置放回原位，否则设备将仍然容 易进水。 -种可替换方法在于：在设备的内表面上或在某些情况下在整个设备之上使用疏 水性涂层，所述涂层被构制为通过降低毛细效应而最小化水对设备的渗入。然而，如果是严 重弄湿的状况（例如，设备完全浸没到水或含有大量水的液体中），则所述方法可能不足以 完全防止水进入，因为通常仍然存在水可以流入的大的开放孔隙。在这样的情况下，在电子 电路处可发生电迀移。电迀移是由于导体中的离子的逐渐移动产生的材料传输，所述导体 中的离子的逐渐移动由构成互连材料的点阵的传导电子和离子之间的动量转移导致，所述 电迀移在电子电路中的发生可以导致电子设备的短路故障。疏水性涂层可以通过用防水屏 障层覆盖全部活跃电路来便于延迟当水变得与电场接触时所发生的电迀移效应。 尽管有防水屏障，但只要电路仍然被供电，则存在电迀移将导致设备的短路故障 的可能性。一种能够在电子产品被水损害之前断连电源的系统因此是值得高度期望的。然 而，电路应当被配置为避免由于极端湿度状况所导致的不必要的关机。此外，所述电路还应 当快得足以避免不可逆转的短路损害。 在本文中公开了一种用于保护电池供电的电子设备免于受水侵害的设备的示例 性实施例。所述设备包括传感器，该传感器能够基于对非常大的时间导数值的测量而感应 出具有液体或蒸汽形式的水。所述传感器包括（i)氧化石墨烯（在下文中为"G0"）薄膜， 以及（ii)两个或更多与所述薄膜相接触的电极。电子开关被连接到所述传感器和为电子 设备中的电路供电的电源（例如电池）。用于激活电子开关以便将电子设备的电路与电源 断连的一种可能的触发器可以是GO传感器信号的时间导数的所测量到的门限值。 在所述设备的示例性实施例中，如果相对湿度突然增大达到高值（例如高达 90%，或者高于预定的标准设备操作条件），则GO薄膜的电阻抗的值呈指数并且几乎是立 即地下降几个数量级。这样立即的响应转换为GO阻抗的时间导数的大的值，这使得电子开 关在电路被液体水接触之前将电源与电子设备的电路断连，由此提供针对感应到水而言的 超快响应时间。 GO可以轻松地作为薄膜被集成到传感器中，例如通过被印在电源上。举例来说，传 感器可以被集成到电池中，例如通过将GO膜和电极直接印在电池的表面上。在某些示例性 实施例中，该膜可以小于约100纳米（nm)厚。由于GO(其一般以薄片形式被采用）的二维 性质，例如通过朗格缪尔-布洛杰特沉积（Langmuir-Blodgett deposition)，可以获得具 有等于少量原子层的厚度的GO膜。可以形成GO膜的其它示例性方法包括但不限于喷涂涂 层和旋转涂层。通过采用这样的方法，可以以低成本来制造所述设备。 在备选的示例性实施例中，传感器可以包括除GO之外的材料，诸如氧化石墨烯、 还原氧化石墨烯、石墨烯、功能化石墨烯、氟化石墨烯、辉钼矿、氮化硼、硫化钨，以及前述材 料的组合等。 将时间导数门限用作用于激活电子开关的触发器可以适应不常见的和潜在的有 害情形，例如几乎立即发生的剧烈湿度改变（例如，电子设备浸没在水中）。将时间导数门 限用作触发器还可以用于将所述情形与以下情形区分开：在仅仅是具有高湿度的环境中使 用含有所述传感器的电子设备。 在一个示例性方面中，可以在移动电话中实现所述设备，以便在与水相接触的情 况下保护该移动电话的电路。 现在参考图1，一种用于保护电子设备免于受水侵害的示例性系统或当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：传感器，其包括感应膜和至少两个电极，所述感应膜被配置为基于与液体水接触之前即时的湿度来提供信号；以及可在操作上关联于所述传感器的多个电子组件，其中，所述电子组件被配置为提供输出电压的改变以便触发将电子设备与电源断连的电子开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·博里尼，R·怀特，J·基维奥亚，M·R·阿斯特莱，C·鲍尔，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI