纸基PVA无芯片RFID湿度传感器

传统湿度传感器制造工艺复杂、需有线连接信号,对此,文中提出一种纸基无芯片射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)湿度传感器。为提升传感器谐振特性,选择非对称开口环内部分布式加载金属碎片作为传感器结构,聚乙烯醇(PVA)作为湿敏材料,使用遗传算法和HFSS射频仿真软件来设计并优化传感器结构。以喷墨打印技术制作传感器样品,采用滴涂法在传感器表面分别制备了5%、10%、15%三种质量浓度比的PVA薄膜。湿敏特性仿真及测试结果一致表明：PVA与纸基底协同作用可显著提高传感器灵敏度。随PVA浓度增加灵敏度增加,15%PVA传感器灵敏度最高,高湿灵敏度达到12.22 MHz/%RH,但随PVA浓度增加恢复特性变差,5%PVA湿度传感器具有良好的恢复特性,恢复度达83.87%。通过长期多次实验验证了PVA纸基湿度传感器具有良好的温度稳定性与中长期稳定性。与同类研究成果对比,文中设计在感湿范围及灵敏度方面有优势且制造工艺更简单,为低成本湿度传感器的大规模使用提供了可能。     

光学湿度传感器

介绍了光学湿度传感器及其机理,阐述了光湿敏薄膜材料与制备方法,总结了光学湿度传感器的发展现状,重点介绍了近年来发展的各种光学检测方法,最后提出了光学湿度传感器今后的研究发展方向.     

一种新颖湿度传感器的研制

高分子湿敏电阻型湿度传感器的机理，构成及调试要点。     

高分子电容型湿度传感器研制

随着工业的快速发展,对温度检测和控制日益严格,温度传感器已无法跟上人们的需求,通过优化湿度传感器的表面结构和对感湿材料微孔设计提高了感湿特性,增强感湿材料的感湿特性,并对湿度传感器测量电路进行改进,提高微小电容测量,设计湿度测试系统。通过实验验证了改进后的湿度传感器测量效果更优越。     

双极化无芯片RFID金属裂纹传感器

为检测金属结构中裂纹的宽度及方向,提高检测的灵敏度和可靠性,设计了一种基于频率信号的双极化无芯片RFID传感器。在2.2~6.2 GHz频率范围内进行四频带分段设计,传感器为圆盘及双模圆盘多微带谐振器结构,利用HFSS软件对传感器进行结构优化与性能仿真。结果表明,传感器在x极化和y极化方向激励下,分别产生两组四位谐振。金属裂纹的方向根据谐振频率偏移方向判断,两种极化方式共产生八位谐振偏移信息供判定,可实现对0°、45°、90°、135°方向裂纹的准确识别;对各方向上裂纹宽度与传感器谐振频率偏移量进行拟合,两者间呈现良好的线性关系,且通过极化复用大幅提高了传感器的灵敏度,分辨率可达亚毫米级,在各个方向上灵敏度分别为40.71 MHz/0.1 mm、11.28 MHz/0.1 mm、26.04 MHz/0.1 mm、15.19 MHz/0.1 mm。制作了传感器实物并进行实验测试。设计的RFID传感器具有无源、低成本、灵敏度高的特点,在结构健康监测中具有应用潜力。     

日显重要的陶瓷湿度传感器

本文介绍了陶瓷湿度传感器的种类及其所使用的材料，同时介绍了它们的探测机理和用途。     

FBG湿度传感特性的研究

在研究光纤布拉格光栅（FBG）传感器的基础上,分析了FBG的湿度传感特性。以聚酰亚胺（PI）薄膜为湿敏涂覆层的FBG,当湿度升高时,由于涂覆层的膨胀,导致FBG因应变而增长,使布拉格波长发生变化,从而实现对湿度传感。实验结果表明,PI薄膜涂覆的FBG是一种性能很好的湿度传感元件。     

基于PIC16单片机和HM1500的湿度测量

HM1500湿度变送器是一种精密湿度传感器,采用HUMIREL公司的湿敏电容HS1101设计制造,可用于加热、通风和空气调节(HAVC)系统、环境监控、洁净空间、蔬菜大棚、粮食仓贮等的湿度检测与控制.介绍了HM1500湿度变送器的主要性能指标,给出了其与PIC系列单片机的接口及温度误差的补偿方法.     

基于混合编码的射频识别无芯片标签设计

为降低传统射频识别标签成本,提升标签编码容量,文中采用幅值与频率位置混合编码的方法,设计了一种由微带主传输线、收发正交的超宽带天线和长度不等的谐振器组成的,具有大容量编码功能的无芯片射频识别标签。仿真及测试结果表明,该标签在2.376.17 GHz频段上得到了20 bit的编码容量,混合编码后可得到60 bit的编码容量。实测3种编码状态的8 bit无芯片标签,显示谐振器频点误差小于10 MHz,能够保证谐振点的准确识别,实现预设的编码功能。该种具有大容量编码功能无芯片标签,降低了物联网系统的成本,可以取代激光条形码应用于物流领域。     

Full‐Textile Wireless Flexible Humidity Sensor for Human Physiological Monitoring

Textile‐based electronic techniques that can in real‐time and noncontact detect the respiration rate and respiratory arrest are highly desired for human health monitoring. Yarn‐shaped humidity sensor is fabricated based on a sensitive fiber with relatively high specific surface area and abnormal cross‐section. The response and recovery time of the yarn‐shaped humidity sensor is only 3.5 and 4 s, respectively, with little hysteresis, because of the hydrophobic property of these functional fibers and the grooves on the surface of the fibers, which is much faster than those of the commercial polyimide materials. Moreover, a battery‐free LC wireless testing system combined with the yarn‐shaped sensor is fabricated, which is further successfully imbedded into the intelligent mask to detect human breath. Based on the detection of LC wireless testing system, the frequency of 50.25 MHz under the exhaled condition shifts to 50.86 MHz under the inhaled situation of humidity sensor. In essence, the functional yarns with proper structure, would be an excellent candidature to the yarn‐shaped humidity sensor, in which there are good performance and wide application possibilities, eventually offering a facile method for the wireless detection of human physiological signals in the field of electronic fabrics.     

基于Mach-Zehnder干涉的湿度光纤传感器的研究

介绍了一种可测量相对湿度的March-Zehnder(MZ)干涉的湿度光纤传感器,其传感结构是在两段标准单模之间腰椎放大熔接一段长为15 mm的单模光纤,并在中间的单模部分涂上一层5%的聚乙烯醇(PVA)。PVA的折射率随着环境湿度的变化而改变,从而使包层模有效折射率发生变化。当中间单模光纤周围环境湿度发生变化时,相应干涉峰中心波长也会发生移动,通过测量透射光谱来测量包层周围环境的湿度变化。实验测得该湿度传感器的灵敏度为0.0983 nm/%RH(RH表示相对湿度)。实验也证明基于MZ干涉的湿度光纤传感器具有良好的稳定性等一系列突出的优点。     

CMOS 兼容湿度传感器的研究进展

本文主要介绍几种与CMOS工艺兼容的湿度传感器的结构,工艺,特点以及处理电路,并对湿度传感器的发展趋势作了探讨。     

基于预拉伸基片式FBG的工字梁载荷测试

对工字梁载荷测试与基片式光纤光栅传感器受力进行有限元分析仿真,制作并封装加载确定的预拉伸力的基片式光纤光栅传感器。在材料拉伸机(MTS)上进行预拉伸基片式光纤光栅传感器标定与裸光纤光栅传感器对比测试实验,得到预拉伸制作工艺传感器提高了测量范围、应变灵敏度为0.95pm/με、线性度0.996、传递效率为83.5%。将其应用到飞机机翼工字梁上测试,同时电阻应变计监测最大应变,得到很好的测试效果,与仿真结果相吻合,对飞机机翼载荷标定具有重要意义。     

湿度和频率对湿敏元件电学特性的影响

在印有梳状电极的石英玻璃表面涂覆氧化钛纳米薄膜制备湿敏元件,研究不同湿度、不同频率下的电学特性。结果表明,随着湿度的增大,湿敏元件的电阻值、阻抗值减小,电容增大;当湿度一定时,电阻值、电容值都随频率的增大而减小;工作频率为0.01 kHz、相对湿度高于40%时,具有较好的湿敏特性。实验说明湿敏元件中不仅电子、离子浓度发生变化,材料的极化也发生了变化。     

一种新型CMOS兼容湿度传感器

给出了与CMOS工艺兼容的一种新型梳齿状湿度传感器的结构、工艺流程及其测试结果.利用Coventor软件对这种新型结构进行了理论分析,对制备出的湿度传感器的性能如灵敏度、滞回特性、重复性、响应时间等进行了测试并讨论.结果表明文中提出的CMOS湿度传感器工艺简单、响应时间快、成本低、灵敏度高,有望在实际中得到应用.