湿度传感器及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种湿敏装置，该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。该湿敏涂层的厚度取决于邻近该涂层的气氛中的水分量。该涂层和/或基材干扰入射在该涂层上的光，产生根据该涂层的厚度而变化的光输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】湿度传感器及其用途优先权文件本申请要求名称为“湿度传感器及其用途”且于2016年3月30日提交的澳大利亚临时专利申请号2016901170的优先权，其内容通过援引方式以其全文并入本文。
本披露涉及提供响应于与传感器接触的气氛中的湿度水平的光学输出的传感器。在特定形式中，本披露涉及提供比色输出的传感器，该比色输出指示邻近传感器的空气的相对湿度。本披露还涉及用于制造这些传感器的方法。
技术介绍
空气中的水分量(即相对湿度)是许多工业和应用中的重要考虑因素，这些工业和应用包括食品加工、包装、医院、博物馆、洁净室、温室、家用电器等。用于测量相对湿度的装置(“湿度传感器”)典型地是两种类型之一。基于电阻率的传感器测量作为相对湿度函数的湿敏聚合物的电阻率的变化。基于电容的传感器采用具有空气电介质的电容器，并且电容器板之间的相对湿度的变化改变了电介质，并且因此改变了传感器的电容。在已知的基于聚合物的电阻率传感器中，水吸收到传感器结构中引起电阻的变化和聚合物的介电常数的变化。这些物理变化可以转换为电信号，这些电信号与该聚合物中的水浓度有关，并且以吨计与该聚合物周围空气中的相对湿度有关。然而，这些基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 AU 20169011701.一种湿敏装置，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。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，该涂层包括聚电解质多层(PEM)。5.根据权利要求4所述的湿敏装置，其中，该PEM包括聚电解质层对，这些聚电解质层对包括聚阳离子聚合物层和聚阴离子聚合物层。6.根据权利要求5所述的湿敏装置，其中，该涂层包括从1至约1000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。7.根据权利要求5或权利要求6所述的湿敏装置，其中，该聚阳离子聚合物选自由以下各项组成的组中的一种或多种：具有季铵基团的聚电解质，如聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA)、聚(乙烯基苄基三甲基铵)(PVBTA)、紫罗烯、聚(丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)、聚(甲基丙烯酰氧基(2-羟基)丙基三甲基氯化铵)、及其共聚物；具有吡啶鎓基团的聚电解质，如聚(N-甲基乙烯基吡啶)(PMVP)、其他聚(N-烷基乙烯基吡啶)及其共聚物；质子化的多胺，如聚(烯丙基胺盐酸盐)(PAH)和聚乙烯亚胺(PEI)；以及多肽，如聚(L-赖氨酸)(PLL)。8.根据权利要求7所述的湿敏装置，其中，该聚阳离子聚合物选自由以下各项组成的组中的一种或多种：聚(二烯丙基二甲基铵)(PDDA)、聚(烯丙基胺盐酸盐)(PAH)和聚乙烯亚胺(PEI)。9.根据权利要求5至8中任一项所述的湿敏装置，其中，该聚阴离子聚合物选自由以下各项组成的组中的一种或多种：具有磺酸根(SO32-)的聚电解质，如聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)、聚(乙烯基磺酸)(PVS)、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸)(PAMPS)、磺化聚(醚醚酮)(SPEEK)、磺化木质素、聚(乙烯磺酸)、聚(甲基丙烯酰氧基乙基磺酸)、其盐、及其共聚物；聚羧酸盐，如聚(丙烯酸)(PAA)、聚(甲基丙烯酸)、透明质酸(HA)、聚(L-3,4-二羟基苯丙氨酸)(PDopa)、其盐、及其共聚物；和多膦酸，如聚(乙烯基膦酸)(PVPA)；DNA、其盐、及其共聚物。10.根据权利要求9所述的湿敏装置，其中，该聚阴离子聚合物选自由以下各项组成的组中的一种或多种：聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)和聚(L-3,4-二羟基苯丙氨酸)(PDopa)。11.根据权利要求4至10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。12.根据权利要求1至11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。13.根据权利要求1至12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。14.根据权利要求13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。15.根据权利要求1至14中任一项所述的湿敏装置，其中，该基材是条带。16.一种湿度传感器，包括如权利要求1至15中任一项所述的湿敏装置。17.根据权利要求16所述的湿度传感器，其中，该涂层的厚度变化是可逆的。18.一种湿度传感器，包括：基材和在该基材上的一种或多种湿敏聚电解质多层涂层，其中所述聚电解质多层涂层提供光学信号输出，并且其中该光学信号输出的值取决于邻近这些聚电解质多层涂层的气氛中的相对湿度而变化。19.根据权利要求18所述的湿度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小孔，乔治·宇辉·陈，余利，徐浩兰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22