一种电容式高灵敏湿度传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，第一金属平板、金属连接部、第二金属平板构成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间。第一金属平板和第三金属平板构成第一电容器；第二金属平板和第三金属平板构成第二电容器。金属连接部与第三金属平板间的总电容等于第一电容器的电容与第二电容器的电容之和。工作时，湿敏材料层吸湿膨胀，并且湿敏材料层的介电常数增加，导致金属连接部与第三金属平板间的总电容改变，通过探测该总电容的变化实现湿度探测。本发明专利技术中具有湿度探测灵敏度高的优点，在湿度探测领域具有重要的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种电容式高灵敏湿度传感器
本专利技术涉及湿度传感领域，具体涉及一种电容式高灵敏湿度传感器。
技术介绍
湿度传感器在军事、气象、农业、工业等许多领域具有广泛的应用。已有湿度传感器主要有电容式、电阻式、压电式、光学式等湿度传感器类型。在实际应用中，因为电容式湿度传感器具有制造成本低、动态响应时间短、热损耗小等优点，电容式湿度传感器应用最为广泛。但是传统电容式湿度传感器的灵敏度低，不能满足高灵敏度的湿度探测。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，该湿度传感器包括第一金属平板、第二金属平板、金属连接部、第三金属平板、湿敏材料层、第一固定部、第二固定部，第一金属平板、第二金属平板、第三金属平板平行，第一金属平板通过金属连接部与第二金属平板连接，形成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间，第一固定部和第二固定部置于U形结构的外侧，第一固定部与第一金属平板接触，第二固定部与第二金属平板接触。更进一步地，湿敏材料层为聚酰亚胺。更进一步地，在第一金属平板和湿敏材料层之间设有介质层。更进一步地，第三金属平板的长度大于第一金属平板的长度和第二金属平板的长度。更进一步地，第二金属平板的长度大于第一金属平板的长度。更进一步地，在第二金属平板与第三金属平板间设有弹性层。更进一步地，弹性层的材料为绝缘材料。更进一步地，湿敏材料层为多孔状。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，第一金属平板、金属连接部、第二金属平板构成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间。第一金属平板和第三金属平板构成第一电容器；第二金属平板和第三金属平板构成第二电容器。金属连接部与第三金属平板间的总电容等于第一电容器的电容与第二电容器的电容之和。工作时，湿敏材料层吸湿膨胀，并且湿敏材料层的介电常数增加，导致金属连接部与第三金属平板间的总电容改变，通过探测该总电容的变化实现湿度探测。本专利技术中，湿敏材料层吸湿，一方面使得第一电容器中材料的介电常数增加，从而使得第一电容器的电容增加；另一方面使得第二电容器两极板间的距离减小，从而使得第二电容器的电容增加。两方面的效果导致本专利技术中的电容式湿度传感器的灵敏度高。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是电容式高灵敏湿度传感器的示意图。图中：1、第一金属平板；2、第二金属平板；3、金属连接部；4、第三金属平板；5、湿敏材料层；6、第一固定部；7、第二固定部；10、第一电容器；20、第二电容器。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1本专利技术提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，如图1所示，该湿度传感器包括第一金属平板1、第二金属平板2、金属连接部3、第三金属平板4、湿敏材料层5、第一固定部6、第二固定部7。第一金属平板1、第二金属平板2、第三金属平板4平行。第一金属平板1通过金属连接部3与第二金属平板2连接，形成U形结构。金属连接部3可以为板状，也可以为导线，用以电连接第一金属平板1和第二金属平板2。第三金属平板4置于U形结构内，第三金属平板4不与金属连接部3接触。湿敏材料层5置于第一金属平板1与第三金属平板4间，并且与第一金属平板1、第三金属平板4接触。湿敏材料层5为聚酰亚胺。第一固定部6和第二固定部7置于U形结构的外侧。第一固定部6与第一金属平板1接触，用以固定第一金属平板1。第二固定部7与第二金属平板2接触，用以固定第二金属平板2。第一金属平板1和第三金属平板4构成第一电容器，第一电容器为平行板电容器；第二金属平板2和第三金属平板3构成第二电容器，第二电容器也为平行板电容器。第一电容器和第二电容器的连接方式为并联。金属连接部3与第三金属平板4之间的总电容等于第一电容器的电容与第二电容器的电容之和。工作时，湿敏材料层5吸湿膨胀，并且湿敏材料层的介电常数增加，导致金属连接部3与第三金属平板间4的总电容改变，通过探测该总电容的变化实现湿度探测。本专利技术中，一方面，湿敏材料层5吸湿后介电常数增加，也就是第一电容器平行极板间材料的介电常数增加，从而使得第一电容器的电容增加；另一方面，吸湿材料层5吸湿后膨胀，从而使得第二电容器两极板间的距离减小，从而使得第二电容器的电容增加。两方面的效果均导致金属连接部3与第三金属平板4间的电容增加，所以本专利技术中的电容式湿度传感器具有灵敏度高的优点，在湿度探测领域具有良好的应用前景。实施例2在实施例1的基础上，还包括介质层，介质层设置在第一金属平板1和湿敏材料层5之间。这样一来，防止了第一金属平板1与第三金属平板4之间产生电流。实施例3在实施例1的基础上，第三金属平板4的长度大于第一金属平板1的长度和第二金属平板2的长度。也就是说，第三金属平板3伸出U形结构，便于连接电极。并且便于充分利用第一金属平板1和第二金属平板2的面积，增加第一电容器和第二电容器的电容。更进一步地，第二金属平板2的长度大于第一金属平板1的长度。如此一来，当湿敏材料层5吸湿膨胀后，因为平行板电容器的电容正比于两极板的面积，所以第二电容器的电容变化更多，由此而导致总电容变化更多，提高湿度探测的灵敏度。实施例4在实施例3的基础上，在第二金属平板2与第三金属平板3间设有弹性层。弹性层的材料为绝缘材料。这样一来，当湿度传感器去湿时，弹性层发生膨胀，推动第三金属平板4向图1中的左侧移动，减小第一电容器和第二电容器的电容，使得传感器恢复初始状态。实施例5在实施例4的基础上，湿敏材料层5为多孔状。如此一来，当湿敏材料层5吸湿后，不仅向图1中的右侧膨胀，而且减小了孔的尺寸，更显著地增加了湿敏材料层5的密度和介电常数，所以第一电容器的电容增加更多，从而使得总电容增加更多，提高湿度探测的灵敏度。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式高灵敏湿度传感器，其特征在于，包括：第一金属平板、第二金属平板、金属连接部、第三金属平板、湿敏材料层、第一固定部、第二固定部，所述第一金属平板、所述第二金属平板、所述第三金属平板平行，所述第一金属平板通过所述金属连接部与所述第二金属平板连接，形成U形结构，所述第三金属平板置于所述U形结构内，所述湿敏材料层置于所述第一金属平板与所述第三金属平板间，所述第一固定部和所述第二固定部置于所述U形结构的外侧，所述第一固定部与所述第一金属平板接触，所述第二固定部与所述第二金属平板接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容式高灵敏湿度传感器，其特征在于，包括：第一金属平板、第二金属平板、金属连接部、第三金属平板、湿敏材料层、第一固定部、第二固定部，所述第一金属平板、所述第二金属平板、所述第三金属平板平行，所述第一金属平板通过所述金属连接部与所述第二金属平板连接，形成U形结构，所述第三金属平板置于所述U形结构内，所述湿敏材料层置于所述第一金属平板与所述第三金属平板间，所述第一固定部和所述第二固定部置于所述U形结构的外侧，所述第一固定部与所述第一金属平板接触，所述第二固定部与所述第二金属平板接触。


2.如权利要求1所述的电容式高灵敏湿度传感器，其特征在于：所述湿敏材料层为聚酰亚胺。


3.如权利要求2所述的电容式高灵敏湿度传感器，其特征在于：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华伏安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33