本發(fā)明涉及濕度傳感器，尤其涉及一種便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器。

背景技術(shù)：

1、濕度是生產(chǎn)生活中重要的環(huán)境參數(shù)，濕度傳感器作為監(jiān)測(cè)和控制濕度的重要工具，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療保健等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了滿足智能化時(shí)代對(duì)濕度傳感器的需求，亟待靈敏度高、穩(wěn)定性好、測(cè)試速度快及低成本的高性能濕度傳感器。

2、濕敏材料作為濕度傳感器的核心部件，對(duì)于傳感器的性能起著至關(guān)重要的作用。濕敏材料的特性直接影響到濕度傳感器的靈敏度、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。理想的濕敏材料應(yīng)該具有快速的響應(yīng)速度、高的靈敏度、良好的穩(wěn)定性以及對(duì)濕度變化的線性響應(yīng)。

3、根據(jù)測(cè)量原理不同，常見的濕度傳感器可以分為以下幾種：

4、1.電阻式濕度傳感器：這種傳感器通常由吸濕性材料制成，當(dāng)環(huán)境濕度變化時(shí)，材料的電阻也會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電阻的變化，可以確定濕度的大小，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，缺點(diǎn)是需要外接電源、溫度依賴性、耐久性問題。

5、2.電容式濕度傳感器：利用濕度對(duì)電容器極板間介電常數(shù)的影響來(lái)測(cè)量濕度。當(dāng)濕度增加時(shí)，介電常數(shù)增大，電容值也隨之增大。其優(yōu)點(diǎn)是相比于電阻式傳感器更線性響應(yīng)、高靈敏度、低功耗，缺點(diǎn)是易受雜質(zhì)影響、需要定期校準(zhǔn)、成本高、對(duì)高頻信號(hào)敏感。

6、3.熱導(dǎo)式濕度傳感器：基于測(cè)量空氣的熱導(dǎo)率來(lái)確定濕度。濕度越高，空氣的熱導(dǎo)率越低，傳感器可以通過(guò)檢測(cè)這種變化來(lái)測(cè)量濕度。其優(yōu)點(diǎn)是受溫度影響較小、適用于高濕度環(huán)境，缺點(diǎn)是精度相對(duì)較低、能源消耗較高(需要加熱元件)、量程有限。

7、4.紅外式濕度傳感器：利用紅外線的吸收或反射特性來(lái)檢測(cè)濕度，特定波長(zhǎng)的紅外線會(huì)被水分子吸收，通過(guò)測(cè)量紅外線的強(qiáng)度變化，可以間接得到濕度信息。其優(yōu)點(diǎn)是非接觸測(cè)量、快速響應(yīng)、高精度，其缺點(diǎn)是受環(huán)境(灰塵、煙霧、光線等)影響、對(duì)適用環(huán)境溫度敏感、成本高。

8、上述濕度傳感器在市場(chǎng)上較為常見，但優(yōu)缺點(diǎn)也較為明顯，如大部分傳感器都需要外接電源，在一些無(wú)法提供電源的場(chǎng)景如戶外、坑道等無(wú)法使用；同時(shí)大部分濕度傳感器都需要在室溫范圍下使用，在一些高海拔或嚴(yán)寒地帶使用受限；無(wú)法同時(shí)兼容無(wú)源、高精度、高靈敏度、便攜及低成本等特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

3、一種便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其包括一用以與環(huán)境中水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的濕度響應(yīng)發(fā)熱材料，所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料設(shè)置在一透氣薄膜上，所述透氣薄膜的上方設(shè)置有用以覆蓋所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料和所述透氣薄膜的導(dǎo)熱薄膜，所述導(dǎo)熱薄膜用以傳遞所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料產(chǎn)生的熱量，所述導(dǎo)熱薄膜的上方設(shè)置有溫度試紙，所述溫度試紙上印刷有溫度顯示和溫敏墨水，所述溫敏墨水為不可逆的變色墨水。

4、優(yōu)選的，所述透氣薄膜的下方設(shè)置有用以覆蓋所述透氣薄膜的底部的防水層。

5、優(yōu)選的，所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料的面積小于所述透氣薄膜的面積，所述濕敏發(fā)熱材料設(shè)置在所述透氣薄膜的中間。

6、優(yōu)選的，所述溫敏墨水的位置與所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料位置對(duì)應(yīng)。

7、優(yōu)選的，所述透氣薄膜的材料至少為聚酯纖維、滌綸纖維、尼龍的其中一種。

8、優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱薄膜的材料至少為銅箔、氧化鋅、碳納米的其中一種。

9、優(yōu)選的，所述防水層的材質(zhì)為pet,所述防水層靠近所述透氣薄膜的一側(cè)設(shè)置有膠層。

10、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用濕度響應(yīng)發(fā)熱材料遇水蒸氣發(fā)熱，激活變色溫敏墨水變色，并讀取溫敏試紙的數(shù)值以確定濕度。本發(fā)明具有一次性使用、便攜、無(wú)需外部電源供電、測(cè)量準(zhǔn)確、不受環(huán)境溫度影響等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：其包括一用以與環(huán)境中水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的濕度響應(yīng)發(fā)熱材料，所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料設(shè)置在一透氣薄膜上，所述透氣薄膜的上方設(shè)置有用以覆蓋所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料和所述透氣薄膜的導(dǎo)熱薄膜，所述導(dǎo)熱薄膜用以傳遞所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料產(chǎn)生的熱量，所述導(dǎo)熱薄膜的上方設(shè)置有溫度試紙，所述溫度試紙上印刷有溫度顯示和溫敏墨水，所述溫敏墨水為不可逆的變色墨水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述透氣薄膜的下方設(shè)置有用以覆蓋所述透氣薄膜的底部的防水層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料的面積小于所述透氣薄膜的面積，所述濕敏發(fā)熱材料設(shè)置在所述透氣薄膜的中間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述溫敏墨水的位置與所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料位置對(duì)應(yīng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述透氣薄膜的材料至少為聚酯纖維、滌綸纖維、尼龍的其中一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述導(dǎo)熱薄膜的材料至少為銅箔、氧化鋅、碳納米的其中一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其特征在于：所述防水層的材質(zhì)為pet,所述防水層靠近所述透氣薄膜的一側(cè)設(shè)置有膠層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種便攜一次性使用的無(wú)源濕度傳感器，其包括一用以與環(huán)境中水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的濕度響應(yīng)發(fā)熱材料，所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料設(shè)置在一透氣薄膜上，所述透氣薄膜的上方設(shè)置有用以覆蓋所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料和所述透氣薄膜的導(dǎo)熱薄膜，所述導(dǎo)熱薄膜用以傳遞所述濕度響應(yīng)發(fā)熱材料產(chǎn)生的熱量，所述導(dǎo)熱薄膜的上方設(shè)置有溫度試紙，所述溫度試紙上印刷有溫度顯示和溫敏墨水，所述溫敏墨水為不可逆的變色墨水。本發(fā)明利用濕度響應(yīng)發(fā)熱材料遇水蒸氣發(fā)熱，激活變色溫敏墨水變色，并讀取溫敏試紙的數(shù)值以確定濕度。本發(fā)明具有一次性使用、便攜、無(wú)需外部電源供電、測(cè)量準(zhǔn)確、不受環(huán)境溫度影響等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李相鵬,陳宣翰,孫銘遠(yuǎn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9