轮辐绕线式高感湿度传感器制造技术

一种轮辐绕线式高感湿度传感器，所述湿度传感器包括湿度敏感绕线材料和轮辐绕线骨架盘；所述轮辐绕线骨架盘的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形绕线骨架，所述湿度敏感绕线材料绕制在多个“T”形绕线骨架上，每两个相邻的“T”形绕线骨架之间的空间同时构成绕线限位槽和空气流道，且所述湿度敏感绕线材料绕制完成后，仍然留有利于空气流通的空间即空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感绕线材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间。响应时间和脱湿响应时间。响应时间和脱湿响应时间。

【技术实现步骤摘要】
轮辐绕线式高感湿度传感器


[0001]本专利技术涉及一种湿度传感器芯片的制造装置，具体涉及轮辐绕线式高感湿度传感器。

技术介绍

[0002]湿度传感器越来越普遍应用于IoT，智能家居等场合，其响应时间一直是工程师关注的重要指标。湿度传感器的响应时间分为吸湿响应时间和脱湿响应时间，大多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间。脱湿响应时间有时也被称为恢复响应时间。
[0003]大多数湿度传感器的脱湿响应时间（恢复响应时间）通常达到90
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300秒，大大制约了快速响应环境湿度的需要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种轮辐绕线式高感湿度传感器，其目的在于：提供一种高敏感度、快速响应的湿度传感。
[0005]其实现的技术方案为：湿度传感器包括湿度敏感绕线材料和轮辐绕线骨架盘；所述轮辐绕线骨架盘的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形绕线骨架，所述湿度敏感绕线材料绕制在多个“T”形绕线骨架上，每两个相邻的“T”形绕线骨架之间的空间同时构成绕线限位槽和空气流道，且所述湿度敏感绕线材料绕制完成后，仍然留有利于空气流通的空间即空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感绕线材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间；所述轮辐绕线骨架盘具有相对平行设置的上表面和下表面，上表面和下表面分别设置有上电极和下电极，所述湿度敏感绕线材料绕制完成后，分别引出连接至上电极和下电极；所述湿度敏感绕线材料的电阻率敏感响应于环境湿度，位于上电极和下电极之间的湿度敏感绕线材料构成湿度敏感电阻。
[0006]作为另一种实现方式，为了简化制造工艺，还可以摒弃绕线的方式，直接将湿度敏感材料覆盖在轮辐式骨架盘上，即：湿度传感器包括湿度敏感材料和轮辐骨架盘；轮辐骨架盘的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形骨架，所述湿度敏感材料完全覆盖在多个“T”形骨架上，每两个相邻的“T”形骨架之间的空间构成空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间；所述轮辐骨架盘具有相对平行设置的上表面和下表面，轮辐骨架盘的上表面和下表面均为导电材质，分别作为轮辐式高感湿度传感器的上电极和下电极，轮辐骨架盘除了所述上表面和下表面外的部分为非湿度敏感型绝缘材质；所述湿度敏感材料覆盖完成后，分别引出连接至上电极和下电极；所述湿度敏感材料的电阻率敏感响应于环境湿度，位于上电极和下电极之间的湿度敏感材料构成湿度敏感电阻。
[0007]作为一种进一步的改进，上述两个技术方案中，湿度敏感绕线材料或湿度敏感材料为核壳结构的复合纳米颗粒或复合纳米线，所述核壳结构的复合纳米颗粒或复合纳米线
由导电的内核和对湿度敏感的非导电外壳组成。
[0008]由于上述技术方案中，采用了轮辐式骨架盘，其圆周设置的辐射状均匀分布多个“T”形骨架，每两个相邻的“T”形骨架之间的空间构成空气流道，空气流道可使得湿度敏感材料更加充分地接触空气，并通过空气流道加快了湿度敏感材料中吸附的水分子的解吸附，可用于缩短湿度敏感材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间，大大提高了湿度传感器的响应速度。复合纳米颗粒或复合纳米线的外壳遇水时，将会发生膨胀，使得相互接触的复合纳米颗粒或复合纳米线之间的距离增大，从而使得湿度敏感材料的导电率下降。采用复合纳米颗粒或复合纳米线，使得其比表面积增大，外壳充分地暴露在大气环境中，从而提高其响应速度和灵敏度，提高水分子的解吸附速度。
[0009]至此，专利技术人已经详细阐述了本专利技术的工作原理及技术方案、技术效果。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
附图说明
[0010]图1：轮辐绕线骨架盘；图2：湿度敏感绕线材料在轮辐绕线骨架盘上绕制示意图；图3：图2中湿度敏感绕线引出示意图；图4：如图3所示的绕制完成的一种实物图；图中：1为绕线骨架盘，2为“T”形绕线骨架，3为湿度敏感绕线材料，4为固定螺孔。
具体实施方式
[0011]下面结合实例具体介绍本专利技术的技术方案。
[0012]参见图1
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4，一种湿度传感器包括湿度敏感绕线材料和轮辐绕线骨架盘；轮辐绕线骨架盘1的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形绕线骨架2，所述湿度敏感绕线材料绕制在多个“T”形绕线骨架2上，每两个相邻的“T”形绕线骨架2之间的空间同时构成绕线限位槽和空气流道，且所述湿度敏感绕线材料3绕制完成后，仍然留有利于空气流通的空间即空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感绕线材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间；所述轮辐绕线骨架盘1具有相对平行设置的上表面和下表面，上表面和下表面分别设置有上电极和下电极，所述湿度敏感绕线材料3绕制完成后，分别引出连接至上电极和下电极，图中未标出上电极和下电极；所述湿度敏感绕线材料3的电阻率敏感响应于环境湿度，位于上电极和下电极之间的湿度敏感绕线材料3构成湿度敏感电阻。
[0013]在上述湿度传感器中，湿度敏感材料选自SnO2纳米材料、Fe3O4纳米材料、Sb2O3纳米材料、ZnO纳米材料、In2O3纳米材料、TiO2纳米线、PdCl2纳米材料、Cu2O纳米材料、WO3纳米材料、CeO2纳米材料、MnWO4粉末、NiWO4粉末、ZnCrO4粉末、MgCr2O4粉末、聚吡咯、聚乙烯二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代正丁烷季铵盐(MEBA)、活性硅氧烷单体—γ
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甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的任意一种。
[0014]湿度敏感材料也可以选用其他任何已知的具有湿度敏性质的材料。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述湿度敏感绕线材料3分别引出连接至上电极和下电极时，包括多个引出抽头，如图3所示；优选地，所述湿度敏感绕线材料在靠近的轮辐绕线骨架盘1的上表面和下表面的
地方，涂覆导电浆料，并通过导电浆料分别引出连接至上电极和下电极。
[0016]涂覆导电浆料后应当经过低温烘干固化的步骤。
[0017]值得指出的是，所述轮辐绕线骨架盘为非湿度敏感型绝缘材料。
[0018]在上述各实施方式中，所述湿度敏感绕线材料为非湿度敏感的内线芯的外表覆盖湿度敏感材料而成。
[0019]所述湿度敏感绕线材料的内线芯的材质选自棉纺线、羊毛、兔毛、蚕丝、玻璃纤维、锦纶纤维、涤纶纤维、腈纶纤维、氨纶纤维、维纶纤维、丙纶纤维、氯纶纤维、石棉纤维、醋酯纤维、聚丙烯纤维中任意一种。
[0020]所述湿度敏感绕线材料的外表面覆盖有湿度敏感材料。
[0021]在具体实现时，可将上述各种内线芯浸入湿度敏感材料配置成的悬浮液中，然后取出烘干，湿度敏感材料附着在内线芯的表面，形成湿度敏感绕线材料。
[0022]优选地，上电极和下电极为两个金属圆盘，且其圆心处设置有固定螺孔4，用于拧紧固定引出导线。
[0023]优选地，所述导电浆料为碳系导电浆料，或金属粉末浆料；优选地所述碳系导电浆料为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯，或上述材料混合浆料；优选地，所述金属粉末浆料为金属粉、玻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮辐绕线式高感湿度传感器，其特征在于：所述湿度传感器包括湿度敏感绕线材料和轮辐绕线骨架盘；所述轮辐绕线骨架盘的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形绕线骨架，所述湿度敏感绕线材料绕制在多个“T”形绕线骨架上，每两个相邻的“T”形绕线骨架之间的空间同时构成绕线限位槽和空气流道，且所述湿度敏感绕线材料绕制完成后，仍然留有利于空气流通的空间即空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感绕线材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间；所述轮辐绕线骨架盘具有相对平行设置的上表面和下表面，上表面和下表面分别设置有上电极和下电极，所述湿度敏感绕线材料绕制完成后，分别引出连接至上电极和下电极；所述湿度敏感绕线材料的电阻率敏感响应于环境湿度，位于上电极和下电极之间的湿度敏感绕线材料构成湿度敏感电阻。2.如权利要求1所述的轮辐绕线式高感湿度传感器，其特征在于：所述湿度敏感绕线材料分别引出连接至上电极和下电极时，包括多个引出抽头；优选地，所述湿度敏感绕线材料在靠近的轮辐绕线骨架盘上表面和下表面的地方，涂覆导电浆料，并通过导电浆料分别引出连接至上电极和下电极。3.如权利要求1所述的轮辐绕线式高感湿度传感器，其特征在于：所述轮辐绕线骨架盘为非湿度敏感型绝缘材料。4.如权利要求1所述的轮辐绕线式高感湿度传感器，其特征在于：所述湿度敏感绕线材料为非湿度敏感的内线芯的外表覆盖湿度敏感材料而成。5.一种轮辐式高感湿度传感器，其特征在于：所述湿度传感器包括湿度敏感材料和轮辐骨架盘；所述轮辐骨架盘的圆周设置有辐射状均匀分布多个“T”形骨架，所述湿度敏感材料完全覆盖在多个“T”形骨架上，每两个相邻的“T”形骨架之间的空间构成空气流道，空气流道用于缩短湿度敏感材料的吸湿响应时间和脱湿响应时间；所述轮辐骨架盘具有相对平行设置的上表面和下表面，轮辐骨架盘的上表面和下表面均为导电材质，分别作为轮辐式高感湿度传感器的上电极和下电极，轮辐骨架盘除了所述上表面和下表面外的部分为非湿度敏感型绝缘材质；所述湿度敏感材料覆盖完成后，分别引出连接至上电极和下电极；所述湿度敏感材料的电阻率敏感响应于环境湿度，位于上电极和下电极之间的湿度敏感材料构成湿度敏感电阻。6.如权利要求5所述的轮辐式高感湿度传感器，其特征在于：在靠近的轮辐绕线骨架盘上电极和下电极的边缘涂覆导电浆料，使得通过导电浆料将湿度敏感材料分别引出连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海宏，周宇祥，施天宇，赵晨媛，印川，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：