一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器的制造方法
【專利摘要】水檢傳感器按在檢水過程中有無伴隨化學(xué)反應(yīng)可分為兩類，其中有伴隨化學(xué)反應(yīng)的這一類由于使用壽命的限制而難以廣泛應(yīng)用。本實(shí)用新型針對有伴隨化學(xué)反應(yīng)的這類水檢傳感進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，即從平行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、間隔通電控制和耐蝕材料選擇方面入手，形成一種由平行結(jié)構(gòu)的水檢電路、選擇性通電的控制電路組成的新型水檢傳感器。這種新型水檢傳感器價(jià)格便宜、反應(yīng)靈敏、可靠性高，可以微型化，其壽命不輸于無伴隨化學(xué)反應(yīng)的水檢傳感器。
【專利說明】一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，屬于傳感【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]水檢傳感器按在檢水過程中有無伴隨化學(xué)反應(yīng)可分為兩類，沒有隨化學(xué)反應(yīng)的傳感器主要采用水相關(guān)物理量的采集實(shí)現(xiàn)水檢，如基于光反射的車用水檢傳感器等，這類傳感器價(jià)格相對較高。有伴隨化學(xué)反應(yīng)的這一類水檢傳感器由于腐蝕作用的存在，目前使用受限，特別是難以滿足微型化推廣應(yīng)用的需求。
[0003]本發(fā)明針對有伴隨化學(xué)反應(yīng)的這類水檢傳感進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，即從平行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、間隔通電控制和耐腐蝕材料選擇方面入手，形成一種由平行結(jié)構(gòu)的水檢電路、選擇性通電的控制電路組成的新型水檢傳感器，其中控制電路包含微處理器。這種新型水檢傳感器價(jià)格便宜、反應(yīng)靈敏、可靠性高，可以微型化，其壽命不輸于無伴隨化學(xué)反應(yīng)的水檢傳感器。
[0004]本發(fā)明適用于各類低成本水檢應(yīng)用場合，與傳統(tǒng)電控水檢傳感器相比，本發(fā)明的這種成本低、結(jié)構(gòu)簡單、壽命較長的新型水檢傳感器具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明專利需要解決的技術(shù)問題在于提供一種壽命長、成本低、結(jié)構(gòu)簡單的新型水檢傳感器。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明專利目的的技術(shù)解決方案為:這種新型水檢傳感器主要由平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]、選擇性通電的控制電路[2]組成，控制電路[2]上設(shè)置微處理器[3]，平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]由兩組平行布置的電路[5、6]組成，這兩組電路分別與微處理器[3] —個(gè)輸出引腳、一個(gè)輸入引腳相連，微處理器[3]通過輸出引腳給水檢電路[I]中一組電路[5]供電，當(dāng)水檢電路[I]接觸到水時(shí)會導(dǎo)致水檢電路[I]兩組平行布置的電路[5、6]導(dǎo)通，微處理器[3]通過檢測與輸入引腳相連的電路[6]電壓變化就會檢測是否有水。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)延壽設(shè)計(jì)的目的，本發(fā)明針對水檢傳感器特點(diǎn)分別從結(jié)構(gòu)、材料和控制方法三個(gè)方面創(chuàng)新設(shè)計(jì)入手:
[0008](I)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上:平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]采用內(nèi)外雙層設(shè)置，即兩組平行布置的電路[5、6]分別按投影關(guān)系分別延伸布置在內(nèi)外兩層絕緣面[7、8]上，在絕緣面[7]上布置的電路[5]與絕緣面[8]上按投影關(guān)系布置的電路[5]之間通過設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[9]從而連成一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的電路[5]，在絕緣面[7]上布置的電路[6]與在絕緣面[8]上布置的電路[6]之間設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[10]從而連成一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的電路[6]，在絕緣面[7]上的部分電路[5、6]與水隔絕只起導(dǎo)電作用，在絕緣面[8]上的部分電路[5、6]與水接觸起到水檢作用，這種雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置可使絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]部分腐蝕破壞的情況下仍然能夠檢水工作，從而延長了水檢傳感器的壽命。
[0009](2)材料選者上:絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]采用耐化學(xué)腐蝕的材料制成，由于該處與水接觸電路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蝕還要承受電化學(xué)腐蝕，因此需要選用耐蝕導(dǎo)電材料制作與水接觸電路[5、6]，與此對應(yīng)的是需要通過串聯(lián)分壓電阻
[11]降低與水接觸電路[5、6]之間的通路電壓，從而提高水檢傳感器材料的使用壽命。
[0010](3)控制方法上:微處理器[3]根據(jù)實(shí)際情況控制給水檢電路[I]的中電路[5]供電，當(dāng)檢測不到水時(shí)電路[5、6]之間是斷路，這時(shí)微處理器[3]可以一直給電路[5]供電而不會發(fā)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)，當(dāng)檢測到水時(shí)電路[5、6]之間是通路，這時(shí)微處理器[3]可以每隔一段時(shí)間T給電路[5]供電t時(shí)間用于檢測水是否仍然存在于絕緣面[8]上，微處理器[3]通過調(diào)節(jié)t/T比就可以減少水檢電路[I]的通電時(shí)間，從而減少電化學(xué)腐蝕反應(yīng)對水檢傳感器壽命的傷害。
[0011]此外，兩組平行的電路[5、6]的只要遵循平行、間隔布置的原則，其形狀可以由用戶根據(jù)需要改變，如雙指紋狀、雙梳子狀、間隔點(diǎn)陣狀、雙波狀。還可以通過增加有線或無線通訊模塊[4]實(shí)現(xiàn)這種水檢傳感器與外界的通訊。
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)描述這種新型水檢傳感器的設(shè)計(jì)方法
與工作原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:新型水檢傳感器組成原理示例圖。
[0014]圖2:在兩個(gè)絕緣面上布置的平行結(jié)構(gòu)的水檢電路示例圖。
[0015]附圖1、2中使用了統(tǒng)一數(shù)字標(biāo)號:1平行結(jié)構(gòu)的水檢電路、2選擇性通電的控制電路、3微處理器、4通訊模塊、5水檢電路中與微處理器[3]輸出引腳相連的一組電路、6水檢電路中與微處理器[3]輸入引腳相連的一組電路、7與水隔絕的絕緣面、8與水接觸的絕緣面、9電路[5]之間橫向?qū)w、10電路[6]之間橫向?qū)w、11分壓電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合圖1、2對本發(fā)明專利的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)的描述。此處，以雙層沉金電路板方案為例的介紹這種新型水檢傳感器【具體實(shí)施方式】。
[0017]結(jié)合圖1，這種新型水檢傳感器主要由設(shè)置在雙層沉金電路板上平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]、選擇性通電的控制電路[2]組成，控制電路[2]上設(shè)置atiny88微處理器[3]，平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]由兩組平行布置的電路[5、6]組成，這兩組電路分別與微處理器[3]一個(gè)輸出引腳、一個(gè)輸入引腳相連，微處理器[3]通過輸出引腳給水檢電路[I]中一組電路
[5]供電5V，當(dāng)水檢電路[I]接觸到水時(shí)會導(dǎo)致水檢電路[I]兩組平行布置的電路[5、6]導(dǎo)通，微處理器[3]通過檢測與輸入引腳相連的電路[6]電壓變化判斷水的存在情況:電壓由低到高變化表示水從無到有、電壓由高到低變化表示水從有到無、電壓一直高表示水的存在、電壓一直低表不水的不存在。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)延壽設(shè)計(jì)的目的，本發(fā)明針對水檢傳感器特點(diǎn)分別從結(jié)構(gòu)、材料和控制方法三個(gè)方面專門設(shè)計(jì):
[0019]首先，平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]采用雙層沉金電路板上內(nèi)外雙層電路設(shè)置，即兩組平行布置的電路[5、6]分別按投影關(guān)系分別延伸布置在沉金電路板上內(nèi)外兩層絕緣面[7,8]上，在絕緣面[7]上布置的電路[5]與絕緣面[8]上按投影關(guān)系布置的電路[5]之間通過設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[9]——對穿孔，從而將兩個(gè)層面上電路[5]連成一個(gè)一體的雙層結(jié)構(gòu)，在絕緣面[7]上布置的電路[6]與在絕緣面[8]上布置的電路[6]之間設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[10]——對穿孔，從而將兩個(gè)層面上電路[6]連成一個(gè)一體的雙層結(jié)構(gòu)，在絕緣面
[7]上的部分電路[5、6]通過覆蓋絕緣膜與水隔絕，只起導(dǎo)電作用，在絕緣面[8]上的部分電路[5、6]直接與水接觸起到水檢作用，這種雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置可使絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]部分腐蝕破壞的情況下仍然能夠檢水工作，從而延長了水檢傳感器的壽命。
[0020]其次，絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]采用耐化學(xué)腐蝕的黃金材料制成，由于該處與水接觸電路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蝕還要承受電化學(xué)腐蝕，考慮到黃金的電化學(xué)穩(wěn)定性能，需要通過串聯(lián)分壓電阻[11]降低與水接觸電路[5、6]之間的通路電壓，使得與水接觸電路[5、6]之間的電壓小于1.3V，本實(shí)施例控制在0.2V，從而提高了水檢傳感器材料的使用壽命。
[0021]最后，atiny88微處理器[3]根據(jù)實(shí)際情況控制給水檢電路[I]的中電路[5]供電，當(dāng)檢測不到水時(shí)電路[5、6]之間是斷路，這時(shí)微處理器[3]可以一直給電路[5]供電而不會發(fā)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)，當(dāng)檢測到水時(shí)電路[5、6]之間是通路，這時(shí)微處理器[3]可以每隔一段時(shí)間T給電路[5]供電t時(shí)間用于檢測水是否仍然存在于絕緣面[8]上，微處理器[3]通過調(diào)節(jié)t/T比就可以減少水檢電路[I]的通電時(shí)間，從而減少電化學(xué)腐蝕反應(yīng)對水檢傳感器壽命的傷害。本實(shí)施例中根據(jù)實(shí)用需求選擇t/T=l%。，從而使得與水接觸電路[5、6]的電化學(xué)腐蝕壽命提高1000倍。
[0022]此外，兩組平行的電路[5、6]的在遵循平行、間隔布置的原則下，其形狀可以由用戶根據(jù)需要改變，如雙指紋狀、雙梳子狀、間隔點(diǎn)陣狀、雙波狀，本實(shí)施例采用右旋雙指紋狀結(jié)構(gòu)，右旋雙指紋狀的兩組平行的電路[5、6]間距值取0.3mm。本實(shí)施例中還通過增加
2.4G的無線通訊模塊[4]實(shí)現(xiàn)這種水檢傳感器與外界的無線通訊。
【權(quán)利要求】
1.一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，其結(jié)構(gòu)特征在于該新型水檢傳感器主要由平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]、選擇性通電的控制電路[2]組成，控制電路[2]上設(shè)置微處理器[3]，平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]由兩組平行布置的電路[5、6]組成，這兩組電路分別與微處理器[3]一個(gè)輸出引腳、一個(gè)輸入引腳相連，微處理器[3]通過輸出引腳給水檢電路[I]中一組電路[5]供電，當(dāng)水檢電路[I]接觸到水時(shí)會導(dǎo)致水檢電路[I]兩組平行布置的電路[5、6]導(dǎo)通，微處理器[3]通過檢測與輸入引腳相連的電路[6]電壓變化就會檢測是否有水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，其特征是平行結(jié)構(gòu)的水檢電路[I]采用內(nèi)外雙層設(shè)置，即兩組平行布置的電路[5、6]分別按投影關(guān)系分別延伸布置在內(nèi)外兩層絕緣面[7、8]上，在絕緣面[7]上布置的電路[5]與絕緣面[8]上按投影關(guān)系布置的電路[5]之間通過設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[9]連成一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的電路[5]，在絕緣面[7]上布置的電路[6]與在絕緣面[8]上布置的電路[6]之間設(shè)置多個(gè)橫向?qū)w[10]連成一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的電路[6]，在絕緣面[7]上的電路[5、6]部分與水隔絕只起導(dǎo)電作用，在絕緣面[8]上的電路[5、6]部分與水接觸起到水檢作用，這種雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置可使絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]部分腐蝕破壞的情況下仍然能夠檢水工作，延長了水檢傳感器的壽命O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，其特征是絕緣面[8]上與水接觸電路[5、6]采用耐化學(xué)腐蝕的材料制成，由于該處與水接觸電路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蝕還要承受電化學(xué)腐蝕，因此一方面需要選用耐化學(xué)腐蝕的導(dǎo)電材料制作與水接觸電路[5、6]，另一方面需要通過串聯(lián)分壓電阻[11]降低與水接觸電路[5、6]之間的通路電壓，從而提高水檢傳感器材料的耐電化學(xué)腐蝕的使用壽命。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，其特征是兩組平行的電路[5]與[6]遵循平行、間隔布置的原則。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種延壽設(shè)計(jì)的新型水檢傳感器，其特征是可以通過增加有線或無線通訊模塊[4]實(shí)現(xiàn)這種水檢傳感器與外界的通訊。
【文檔編號】G01V3/00GK203502594SQ201320612295
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月7日
【發(fā)明者】王陳梓 申請人:王陳梓