專利名稱：一種電致發(fā)光電壓傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電壓傳感器應用技術領域。
背景技術：
電壓的檢測技術是電力傳輸、維修、制造、安裝、調試過程中的重要技術數(shù)據(jù)，日常高電壓的檢測多數(shù)是由各類電壓傳感器完成，現(xiàn)有電壓傳感器連接通信線路與數(shù)據(jù)處理后以數(shù)值方式提供結果，它們的優(yōu)點是數(shù)據(jù)準確、易于匯總，如基于霍爾原理的電壓傳感器等。但現(xiàn)有電壓測試裝置有普遍的不足之處，它們均無法直接簡易觀察讀數(shù)，如夜間野外作業(yè)，只能借助設備儀表確定電壓數(shù)值。本發(fā)明使用電致發(fā)光技術，檢測人員直接根據(jù)發(fā)光強度視覺判定電壓范圍，其可以設置在電力設備連接處，能夠用于戶內外電力設備的電壓指示，尤其是在夜晚遠距離就可以識別?！る娭掳l(fā)光技術又稱場致發(fā)光技術、冷光技術、EL發(fā)光技術等,其是一種高電壓工作發(fā)光器件，其形態(tài)主要分為平面器件、線性器件，本發(fā)明利用電致發(fā)光線性器件技術原理，其外形與普通電話線相仿，表層為彩色熒光套管，其工作時發(fā)光連續(xù)無任何熱輻射，耗電量較低，具備柔軟、可折疊彎曲，隨意打結、裁減、拼接等特點，因此可以被人們廣泛應用?，F(xiàn)有電致發(fā)光線其結構依次主要為金屬芯電極、絕緣介質層、發(fā)光層、透明導電層、纏繞外電極。金屬芯電極與纏繞外電極通電則產(chǎn)生發(fā)光，這種結構、材料、配方在中國專利01133342. 1、200680032428. 8、200410099233. 8等已經(jīng)有明確闡述。但其由于結構與材料問題無法承受超高電壓。本發(fā)明通過改變形狀結構，制備出高壓發(fā)光傳感器器件，可以用于電力傳輸、維修、制造、安裝、調試過程中的技術數(shù)據(jù)顯示。
發(fā)明內容一種電致發(fā)光電壓傳感器，它包括芯線電極I、電致發(fā)光層3、高電阻透明導電層
4、一根或多根具有不同耐壓的外電極6、帶有標記的透明密封層5，其特征是芯線電極I表面包裹覆蓋有電致發(fā)光層3，電致發(fā)光層3外表涂有高電阻透明導電層5，高電阻透明導電層與多根具有不同耐壓的外電極6連接，當芯線電極與外電極接入交流電源后，不同電壓對應產(chǎn)生不同強度的發(fā)光。本發(fā)明中當外電極是一根時，絕緣層厚度涂敷成階梯狀，不同區(qū)域絕緣層厚度不同，形成不同耐壓性。當外電極是多根時，每根絕緣層涂敷厚度不同，每根都分別具有不同耐壓性。本發(fā)明中外電極絕緣層厚度是電壓傳感器正確反應中重要技術指標。本發(fā)明中芯線電極I是由導電物質構成，導電物質是鋁、銀、銅、錫、鎳、石墨中的一種，芯線電極其形狀是圓形或長方型。芯線電極可以是一根或多根組合而成，芯線電極表面可以鍍有良好的導電光滑材料層2，尤其是多根組合時導電光滑材料層有利于保持良好導電性，增強附著力。芯線電極也可以根據(jù)需要是其它形狀，如半圓形、梯形、弧形等，是空心或實心結構。[0009]本發(fā)明中電致發(fā)光層3是由電致發(fā)光材料與粘合劑混合涂敷制成，并具有均勻厚度；粘合劑是環(huán)氧樹脂、含氟涂料、含硅涂料、聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。[0010]本發(fā)明中高電阻透明導電層4是由透明導電金屬氧化物材料、透明導電高分子材料中的一種制成，其表面電阻應大于I兆歐姆。透明導電金屬氧化物材料是納米氧化銦、 氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻中的一種或多種混合物；透明導電層是由透明導電金屬納米材料制成，金屬納米材料是銀、銅、金、錫、銻中的一種。通常電致發(fā)光器件的透明導電層要求電阻越小越好，透明導電層電阻阻值小時，發(fā)光延伸性能距離遠，電壓測量效果過于靈敏，數(shù)值誤差產(chǎn)生較大。電阻阻值為零時，發(fā)光延伸性能距離近，發(fā)光亮度低。本發(fā)明中表面電阻為1-20兆歐姆時效果較好。[0011]本發(fā)明中外電極6、外電極11、外電極12、外電極13是由表面涂有絕緣層的金屬導電線構成；金屬導電線是鋁、銀、銅絲中的一種，其可以是一根或多根組合，其形狀是圓形或長方型，直徑小于芯線電極；絕緣層是由介質材料與粘合劑混合涂敷制成，其具有不同厚度結構，介質材料在高壓電場下可以有產(chǎn)生線性電壓加載；介質材料是二氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鈦酸銅鈣中的一種或多種混合物，粘合劑是環(huán)氧樹脂、含 氟涂料、含硅涂料、 聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。[0012]本發(fā)明中當是一根外電極6時，絕緣層厚度涂敷成階梯狀，絕緣層7、絕緣層8、絕緣層9、絕緣層10的厚度依次遞增，不同區(qū)域絕緣層厚度不同，形成不同耐壓性。當外電極以階梯狀或斜坡狀分布，由細逐漸向粗過渡，該分布狀態(tài)決定發(fā)光強度與啟亮電壓高低，簿啟亮電壓低，亮度高；厚啟亮電壓高，亮度低，當電壓由低向高快速增加時，發(fā)光線則產(chǎn)生移動漸亮效果，絕緣層可以是多層結構。絕緣層可以是多次涂敷不同介質材料的絕緣層，也可以是多種介質材料的混合物組成絕緣層，其產(chǎn)生的效果是提高耐高壓電學特性。[0013]本發(fā)明中當外電極是多根時，其外電極11、外電極12、外電極13是排列組合形式出現(xiàn)，每根電極表面絕緣層厚度涂敷不同，絕緣層7、絕緣層8、絕緣層9分別形成不同耐壓性，不同厚度的絕緣層分布狀態(tài)決定發(fā)光強度與啟亮電壓高低，絕緣層相對薄時，啟亮電壓低，亮度高。當電壓由低向高快速增加時，發(fā)光線則產(chǎn)生移動漸亮效果，絕緣層可以是多層結構。絕緣層可以是多次涂敷不同介質材料的絕緣層，也可以是多種介質材料的混合物組成絕緣層，其產(chǎn)生的效果是提高耐高壓電學特性。[0014]本發(fā)明中外電極可以使直線放置，也可以使螺旋纏繞，還可以使環(huán)狀分段設置。[0015]本發(fā)明中透明密封層5是PVC、PP、PE、PU、氟碳樹脂、硅橡膠中的一種；透明密封層表面字符標記按發(fā)光強度對應電壓范圍值。透明塑料層可是無色透明或彩色透明。[0016]本發(fā)明中在芯線電極與多根具有不同耐壓的外電極間分別連接交流電源，電壓50 伏-1000伏時產(chǎn)生發(fā)光，發(fā)光強度與電壓成反比例對應；交流電壓是由低到高動態(tài)加入時， 發(fā)光是逐漸延伸形成動態(tài)發(fā)光。[0017]本發(fā)明可以使用光纖傳感器連接在發(fā)光層外部，實現(xiàn)遠距離數(shù)值化處理結果。


[0018]圖I電致發(fā)光電壓傳感器中一根外電極結構圖[0019]圖2電致發(fā)光電壓傳感器中多根外電極圖[0020]圖中結構為芯線電極、電致發(fā)光層、高電阻透明導電層[0021]I.芯線電極2.電鍍層3.電致發(fā)光層4.高電阻透明導電層5.透明密封層6. 一根外電極7.絕緣層8.絕緣層9.絕緣層10.絕緣層11.多根外電極12.多根外電極13.多根外電極。
具體實施方式
本發(fā)明中芯線電極I是由導電物質構成，導電物質是鋁、銀、銅、錫、鎳、石墨中的一種，銅質材料是性能良好的材料。芯線電極可以是一根或多根組合而成，尤其是多根組合時有利于保持良好導電性，增強附著力。芯線電極也可以根據(jù)需要是其它形狀，如半圓形、梯形、弧形等，是空心或實心結構，多根絞合的金屬導電絲線可以表面先涂敷絕緣層，再規(guī)律螺旋絞合形成多芯多路流動發(fā)光效果，如3芯、6芯、9芯、12芯等。本發(fā)明中電致發(fā)光層3是由電致發(fā)光材料與粘合劑混合涂敷制成，并具有均勻厚度；粘合劑是環(huán)氧樹脂、含氟涂料、含硅涂料、聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。電致發(fā)光材料與粘合劑的比例關系約1:1，加熱干燥或紫外線固化。電致發(fā)光材料是由在高壓電場下產(chǎn)生發(fā)光的材料構成，如硫化鋅摻銅為綠色發(fā)光，硫化鋅摻錳為橙色發(fā)光。本發(fā)明中電致發(fā)光材料層是均勻分布，電致發(fā)光材料使用市售產(chǎn)品如GG44、D502、D570等牌號。本發(fā)明中高電阻透明導電層4是由透明導電金屬氧化物材料、透明導電高分子材料中的一種制成，其表面電阻1-20兆歐姆，最佳值5-10兆歐姆。透明導電金屬氧化物材料是納米氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻中的一種或多種混合物；透明導電層是由透明導電金屬納米材料制成，金屬納米材料是銀、銅、金、錫、銻中的一種。高電阻透明導電層是反映發(fā)光靈敏度與電壓對印關系的重要指標之一。外電極是由表面涂有絕緣層的金屬導電線構成；金屬導電線是鋁、銀、銅絲中的一種，銅絲是性能良好的材料。其形狀是圓形或長方型，直徑小于芯線電極；絕緣層是由介質材料與粘合劑混合涂敷制成，介質材料是二氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鈦酸銅鈣中的一種或多種混合物，粘合劑是環(huán)氧樹脂、含氟涂料、含硅涂料、聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。介質材料與粘合劑的比例關系約I :1，加熱干燥或紫外線固化。介質材料顆粒越小表面越是光滑，如使用納米的材料。當是一根外電極6時，絕緣層厚度涂敷成階梯狀，不同區(qū)域絕緣層厚度不同，形成不同耐壓性。當外電極以階梯狀或斜坡狀分布，由細逐漸向粗過渡，該分布狀態(tài)決定發(fā)光強度與啟亮電壓高低，簿啟亮電壓低，亮度高；厚啟亮電壓高，亮度低，當電壓由低向高快速增加時，發(fā)光線則產(chǎn)生移動漸亮效果，絕緣層可以是多層結構。當外電極是多根時，每根電極表面絕緣層厚度涂敷不同，形成不同耐壓性，不同厚度的絕緣層分布狀態(tài)決定發(fā)光強度與啟亮電壓高低，絕緣層相對薄時，啟亮電壓低，亮度高。[0039]外電極可以使直線放置，也可以使螺旋纏繞，還可以使環(huán)狀分段設置。[0040]透明密封層5是PVC、PP、PE、PU、氟碳樹脂、硅橡膠中的一種；透明密封層表面字符標記按發(fā)光強度對應電壓范圍值。透明塑料層可是無色透明或彩色透明。本發(fā)明中的透明塑料密封層外層可以繼續(xù)使用抗熱、防潮、透明的塑料、玻璃、陶瓷密封，其會延長使用壽命O[0041]在芯線電極與多根具有不同耐壓的外電極間分別連接交流電源，電壓50伏-1000 伏時產(chǎn)生發(fā)光，發(fā)光強度與電壓成反比例對應；交流電壓是由低到高動態(tài)加入時，發(fā)光是逐漸延伸形成動態(tài)發(fā)光。本發(fā)明優(yōu)點在于[0043]I)本發(fā)明的一種用于高電壓測量的發(fā)光顯示器件，其可以顯示交流高壓電的大概數(shù)植范圍，承受110伏到1000伏的高電壓及工作狀態(tài)，其貼在大型變壓器連接處，可以在夜晚清新顯示變壓器工作狀態(tài)，顯示觀察距離達到50米，連續(xù)使用壽命超過5年。同時也可以制做成便攜式檢測器件，每米重量只有10克-20克。其可以廣泛用于各類型電力設備、 電力傳輸?shù)碾妷猴@示與測量，其結構簡單、判讀直觀、使用安全、成本低廉。[0044]2)本發(fā)明可以使用控制芯片，控制電壓上升幅度與時間，形成動態(tài)逐漸增強移動的發(fā)光效果，并任意彎折，其可以廣泛應用于發(fā)光、顯示、照明領域，如發(fā)光霓虹廣告、安全指示、家用電器、儀器儀表、發(fā)光電線、發(fā)光服裝、閃光玩具等。其通過驅動器可以在DC3V、 DC12V、AC220、AC110V 中使用。[0045]3 )本發(fā)明的器件可以不需要電致發(fā)光線常用的專用驅動器，其電壓與亮度成正比關系，任意長度都能裁剪使用。其可以用于電源連接插座，廣泛用于小電氣的簡易電壓顯示，其耗電量只有LED指示燈的60%，對節(jié)約電能有良好明顯效果，并且輕薄安全使用簡單。[0046]4)本發(fā)明方法優(yōu)于芯線電極不同厚度的發(fā)光層、絕緣層，本發(fā)光結構簡單于前者， 便于批量，并且器件可以長度可以大大提高。[0047]本發(fā)明結構簡單、發(fā)光強度好、動態(tài)變化明顯、無電磁干擾、色彩組合均優(yōu)于現(xiàn)有技術與產(chǎn)品。本發(fā)明可以應用在電力系統(tǒng)的電壓指示器件儀器中，也可以用在在汽車、照明、電器、玩具、服裝、模型、廣告等領域中，在夜晚產(chǎn)生動態(tài)延伸逐漸發(fā)光效果。[0048]本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，適合規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明還可以使用光纖匹配連接光電倍增管、硒光電池、照度劑等儀器數(shù)值化數(shù)據(jù)管理。實施例[0049]選擇芯線電極層是單根銅絲，其形狀是圓形。[0050]電致發(fā)光層是由電致發(fā)光材料D512與環(huán)氧樹脂粘合劑混合涂敷制成，電致發(fā)光材料與粘合劑的比例關系約1:1，加熱干燥固化。[0051]透明導電層4是由是納米氧化銦，電阻為6M歐姆。[0052]外電極是圓形單根銅絲，絕緣層是由介質材料鈦酸鉛與環(huán)氧樹脂粘合劑混合涂敷制成；介質材料與粘合劑的比例關系約1:1，加熱干燥固化，以階梯狀狀分布，由簿逐漸向厚過渡。透明密封層是硅橡膠，其完全密封透明導電層；透明塑料層表面字符標記按發(fā)光強度對應電壓范圍值。在上面針對本發(fā)明較好的實施 方式作了舉例說明后，對本領域的技術人員來說應明白的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明所作的任何改變和改進都在本發(fā)明的范圍內。
權利要求1.一種電致發(fā)光電壓傳感器，它包括芯線電極、電致發(fā)光層、高電阻透明導電層、一根或多根具有不同耐壓的外電極、帶有標記的透明密封層，其特征是芯線電極表面包裹覆蓋有電致發(fā)光層，電致發(fā)光層外表涂有高電阻透明導電層，高電阻透明導電層與外電極連接，當芯線電極與外電極接入交流電源后，不同電壓對應產(chǎn)生不同強度的發(fā)光。
2.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是芯線電極是由導電物質構成，導電物質是鋁、銀、銅、錫、鎳、石墨中的一種；芯線電極其形狀是圓形或長方型；< 電致發(fā)光層是由電致發(fā)光材料與粘合劑制成，并具有均勻厚度；粘合劑是環(huán)氧樹脂、含氟涂料、含硅涂料、聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。
3.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是高電阻透明導電層是由透明導電金屬氧化物材料、透明導電高分子材料中的一種制成，其表面電阻為1-20兆歐姆。
4.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是外電極是由表面涂有絕緣層的金屬導電線構成；金屬導電線是鋁、銀、銅絲中的一種，其形狀是圓形或長方型；絕緣層是由介質材料與粘合劑制成，其具有不同厚度結構；介質材料是二氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶、鈦酸銅鈣中的一種，粘合劑是環(huán)氧樹脂、含氟涂料、含硅涂料、聚氨酯、丙烯酸漆中的一種。
5.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是透明密封層是PVC、PP、PE、 PU、氟碳樹脂、硅橡膠中的一種；透明密封層表面字符標記按發(fā)光強度對應電壓范圍值。
6.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是在芯線電極與多根具有不同耐壓的外電極間分別連接交流電源，電壓50伏-1000伏時產(chǎn)生發(fā)光，發(fā)光強度與電壓成反比例對應；交流電壓是由低到高動態(tài)加入時，發(fā)光是逐漸延伸形成動態(tài)發(fā)光。
7.如權利要求I所述一種電致發(fā)光電壓傳感器，其特征是外電極是一根時，絕緣層厚度涂敷成階梯狀；外電極是多根時，每根絕緣層涂敷厚度不同。
專利摘要一種電致發(fā)光電壓傳感器，它包括芯線電極、電致發(fā)光層、高電阻透明導電層、一根或多根具有不同耐壓的外電極、帶有標記的透明密封層，其特征是芯線電極表面包裹覆蓋有電致發(fā)光層，電致發(fā)光層外表涂有高電阻透明導電層，高電阻透明導電層與外電極連接，當芯線電極與外電極接入交流電源后，不同電壓對應產(chǎn)生不同強度的發(fā)光?？梢杂糜陔娏鬏?、維修、制造、安裝、調試過程中的技術數(shù)據(jù)顯示。
文檔編號G01R19/00GK202735394SQ20122032635
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者鄭巖, 李長勝, 姚健, 耿樹范, 邊靜宇 申請人:上?？茲櫣怆娂夹g有限公司