一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水溫傳感器，更具體地說，涉及一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，可直接用于測量水溫。
【背景技術】
[0002]隨著我國冬季供暖區(qū)域的不斷擴大，熱能表的需求量也逐漸增多，熱能表包括主要兩部分:水流量傳感器和水溫度傳感器，其中流量傳感器的類似非常多，準確度也可以保證。所以溫度傳感器成為了研究的關鍵。熱能表的工作原理是利用溫度傳感器分別測量管道內(nèi)上行和下行流體溫度，通過溫度差和系統(tǒng)計算熱轉換量。如今很多熱能表內(nèi)部的溫度傳感元件面臨生產(chǎn)成本較高，測量液體類型較少，容易受到腐蝕等問題。
[0003]為了解決這些問題，在本發(fā)明中，其中穩(wěn)定的柔性載體材料的包封能夠很好的保護傳感元件，傳感元件中網(wǎng)狀材料搭接處之間的滑移能夠使電阻變化增量，靈敏度得到極大的提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，使傳感元件不直接與水流接觸，以提高穩(wěn)定性和靈敏性，解決易受腐蝕的問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
[0006]—種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，該傳感器件包括柔性載體和傳感元件；所述的柔性載體采用正熱膨脹系數(shù)的絕緣疏水性材料;所述傳感元件為具有導電性和可伸縮性材料編織而成，平鋪于柔性載體內(nèi)部，且被柔性載體完全包覆，該傳感元件的兩端分別通過電極與外部電路相連。
[0007]優(yōu)選地，所述的傳感元件采用石墨烯材料，呈矩形編織網(wǎng)狀結構。
[0008]優(yōu)選地，所述的絕緣疏水材料為聚二甲基硅氧烷。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點及突出性的技術效果:在本發(fā)明中，傳感元件不直接與水流接觸，其中穩(wěn)定的柔性載體材料的包封能夠很好的保護傳感元件，傳感元件中網(wǎng)狀結構搭接處之間的滑移能夠使電阻變化增量，大大提高了穩(wěn)定性和靈敏度，是一種可直接用于測量水溫的溫度傳感器件。
【附圖說明】
[0010]圖1示出本發(fā)明水溫傳感器件的實施例的空間視圖。
[0011 ]圖2示出本發(fā)明水溫傳感器件的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件包括柔性載體1、傳感元件2和電極3;柔性載體I作為熱信號轉換元件，同時起到保護傳感元件的作用;所述傳感元件2為具有導電性和可伸縮性材料編織而成的，平鋪于柔性載體內(nèi)部，且被柔性載體I完全包覆，該傳感元件2的兩端分別通過電極3與外部電路相連。傳感元件2優(yōu)選采用石墨烯材料，呈矩形編織網(wǎng)狀結構。
[0014]另外，為了防止液體對器件的損壞，所述的柔性載體I優(yōu)選為絕緣疏水材料，能夠防止液體在其表面停留、滲入，防止其內(nèi)部的傳感元件與外部液體導通。另一方面，柔性載體I為熱信號轉化的第一部分，需要正熱膨脹系數(shù)的材料，例如可以是聚二甲基硅氧烷等高分子材料。
[0015]如圖所示，所述傳感元件2優(yōu)選采用石墨烯材料，呈矩形編織網(wǎng)狀結構(簡稱:石墨烯網(wǎng))，石墨烯網(wǎng)在各個方向上都具有伸縮變形的能力，能夠精確反映液體溫度變化情況。所述電極3分別連接在石墨烯網(wǎng)的兩端，監(jiān)測石墨烯網(wǎng)的變形。電極3可以是各種導電物質，例如可導電的金屬或非金屬，優(yōu)選采用金;非金屬可為導電的有機物，如聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。電極3的固定方式可采用噴涂，熱蒸鍍等。
[0016]圖2所示為本發(fā)明的工作原理，當傳感元件2的溫度升高時，柔性載體I產(chǎn)生熱膨脹，帶動傳感元件2拉伸，傳感元件2的電學性能發(fā)生改變，信號通過電極3傳輸，依據(jù)這種信號反饋，得到水溫度的具體數(shù)值。
[0017]本發(fā)明還提供了制造所述溫度傳感元件的方法。
[0018]實施例1:
[0019]步驟A、提供生長襯底，在所述生長襯底上形成石墨烯傳感元件；
[0020]步驟B、形成柔性載體，將柔性載體切割成條帶矩形狀；
[0021]步驟C、將石墨烯傳感元件轉移至柔性載體上，蒸鍍電極，用高分子有機物進行包覆，所述傳感元件完全密封在所述柔性載體中。
[0022]在所述步驟A中，可以提供網(wǎng)格狀或者線性的生長襯底，例如可以是銅絲網(wǎng)或者銅絲。將所述生長襯底放入反應室中，通過控制爐氣成分和溫度，可以使用化學氣相沉積的方式在所述生長襯底表面生長石墨稀，構成石墨稀傳感元件。在所述步驟B中，柔性載體部件可以是聚一.甲基娃氧燒或其他尚分子材料。
[0023]實施例2:
[0024]步驟A、提供生長襯底，在所述生長襯底表面形成石墨烯傳感元件；
[0025]步驟B、形成柔性載體，將柔性載體切割成條帶矩形狀；
[0026]步驟C、將石墨烯傳感元件轉移至柔性載體上，并利用等離子體增強技術進行處理；
[0027]步驟D、蒸鍍電極，用高分子有機物進行包覆，所述石墨烯傳感元件完全密封在所述的柔性載體中。
[0028]制造方法的實施例1與實施2的區(qū)別在于，實施例2中加入了等離子體增強技術，能夠增強石墨烯傳感元件與柔性載體部件之間的結合。
[0029]實施例3:
[0030]步驟A、提供生長襯底，在所述生長襯底表面形成石墨烯傳感元件；
[0031 ]步驟B、形成柔性載體，將柔性載體切割成條帶矩形狀；
[0032]步驟C、將石墨烯傳感元件轉移至柔性載體上，并利用等離子體增強技術進行處理；
[0033]步驟D、噴涂銀電極，待其干燥后，用高分子有機物進行包覆，所述石墨烯傳感元件完全密封在所述的柔性載體中。
[0034]制造方法實施例3與實施例2的區(qū)別在于，實施例3中的電極材料為銀，固定方式為噴涂后干燥。
【主權項】
1.一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，該傳感器件包括柔性載體(I)和傳感元件(2);所述的柔性載體采用正熱膨脹系數(shù)的絕緣疏水性材料;所述傳感元件(2)為具有導電性和可伸縮性材料編織而成，平鋪于柔性載體內(nèi)部，且被柔性載體(I)完全包覆，該傳感元件(2)的兩端分別通過電極(3)與外部電路相連。2.根據(jù)權利要求1所述的一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，其特征在于:所述的傳感元件(2)采用石墨烯材料，呈矩形編織網(wǎng)狀結構。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，其特征在于:所述的絕緣疏水材料為聚一甲基娃氧燒O
【專利摘要】一種采用編織網(wǎng)狀結構的水溫傳感器件，涉及一種用于直接測量水溫度的溫度傳感元件。該水溫傳感器件包括柔性載體部件、傳感元件和電極。傳感元件為矩形網(wǎng)狀，平鋪于柔性載體中部，傳感元件通過電極與外部電路相連。當溫度產(chǎn)生變化時，柔性載體部件隨溫度發(fā)生形變，使傳感元件產(chǎn)生反饋，電阻發(fā)生變化，以達到測量溫度的目的。該水溫傳感器件不直接與水流接觸，其中穩(wěn)定的柔性載體材料的包封能夠很好的保護傳感元件，傳感元件中網(wǎng)狀結構搭接處之間的滑移能夠使電阻變化增量，大大提高了穩(wěn)定性和靈敏度，是一種可直接用于測量水溫的溫度傳感器件。
【IPC分類】G01K1/08, G01K7/16
【公開號】CN105571738
【申請?zhí)枴緾N201510964715
【發(fā)明人】朱宏偉, 勞俊超, 楊婷婷, 姜欣
【申請人】清華大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月21日