湿度传感元件制备、封装及检测电路设计的研究进展

湿度传感器是一种用于感知环境湿度参数的器件,在气象探测、农业种植、工业制造、馆藏存储等领域应用广泛。湿度传感器的检测特性主要由湿敏材料、检测电极、封装及检测电路共同决定,其中湿敏材料的材料特性和结构特征对传感性能的影响最为显著,也是该领域的研究热点。讨论了湿度传感元件的感湿机理和湿敏材料的分类,介绍了湿度传感器的检测参数及优化,阐述了纳米湿敏材料在湿度传感器中的应用,对常用的湿度传感器封装方案和检测电路设计进行了综述。     

PC复合膜湿度非线性效应

本文研究了电子聚合物PC复合膜在高湿范围(80%～100%RH)内的湿度非线性特性,其电阻湿度非线性变化达10~2～10~3数量级。探讨了PC复合聚合物高湿开关型与结露型特性的微结构,讨论了一种复合新相——Polymethylphenylacetylene(聚甲基苯乙炔)特征,采用电子电导与尺寸效应模型解释了聚合物湿度非线性响应机理。     

纺织基底无芯片RFID 湿度传感器

研制了一种无湿敏材料的纺织基底无芯片RFID 湿度传感器用于检测环境湿度。通过射频仿真软件 HFSS,获得谐振频率在2. 45 GHz 具有较高品质因数的纺织基底谐振器模型,对以谐振频率偏移量作为灵敏度指标 的检测原理进行了仿真。利用丝网印刷工艺和刻绘工艺分别在不同类型纺织物上制作了无芯片RFID 湿度传感器, 系统研究了制作工艺、纺织品类型和厚度对传感器湿敏特性的影响。结果表明,0. 5 mm 厚度下不同基底类型湿度传 感器的灵敏度由高至低依次为:棉基底、亚麻基底、聚酯纤维基底,恢复特性呈相反顺序,其中棉基底传感器在高湿 范围内平均灵敏度达3. 8 MHz/ %RH,聚酯纤维基底传感器恢复度达86%;相同类型的棉纺织基底下基底厚度越大, 平均湿度灵敏度越高,恢复特性越差。传感器稳定性测试表明传感器具有较好的中长期稳定性。对纺织基底湿度 传感器的感湿机理进行了分析,纺织纤维中的亲水基团与水分子间形成氢键,改变了基底的介电参数,传感器的湿 敏特性与组成纺织品的纤维成分、纤维细度、编织方式有关。     

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.     

湿度传感器封装的研究进展

湿敏芯片的关键元件是湿度传感器，为了延长湿敏元件的使用寿命，提高湿度传感器的性能，必须对湿敏芯片进行封装。本文主要介绍了湿度传感器封装的研究现状和发展趋势，详细描述了TO、SIP、SOP、LCC等几种湿度传感器封装形式的结构、工艺以及特点，指出了各种封装形式的优缺点。并且对湿度传感器封装的发展趋势作了一定的探讨，指出了SOP，LCC等封装方法将是未来湿度传感器的主流封装方法。     

SBA-15薄膜修饰QCM湿度传感器的三维有限元建模与仿真

本文对基于SBA-15的QCM湿度传感器进行了三维有限元精确建模与数值仿真,分析了SBA-15湿敏薄膜材料对传感器的振动模态、中心频率、电学阻抗及Q值等性能参数的影响,为纳米湿敏薄膜的成膜工艺及新型QCM湿度传感器的优化设计与制造提供了重要的理论参考依据。     

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。     

基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器研究

通过气喷工艺在石英晶体微天平(QCM)上制备了基于还原氧化石墨烯(RGO)与聚氧化乙烯(PEO)两种材料的复合湿敏薄膜,对环境湿度进行检测。所得纯PEO薄膜及RGO-PEO复合薄膜的表面形貌以及化学特性分别通过扫描电子显微镜(SEM)以及紫外-可见光谱进行表征。与基于纯PEO薄膜的湿度传感器相比,基于RGO-PEO复合湿敏薄膜的湿度传感器的动态响应大大提高,其灵敏度从16.3Hz/%RH提升到34.7Hz/%RH。此外,基于复合薄膜的湿度传感器拥有更快的响应/恢复时间,达到传感器吸附/脱附时总频移的63.2%所用时间分别为3s和4 s,而纯PEO薄膜为10 s和12 s;湿滞为1.21%RH,且有较好的长期稳定性。这项研究揭示了基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器在常温下检测环境湿度的发展潜力。     

基于PI湿敏薄膜的分布式光纤Bragg光栅湿度传感器

研究了基于聚酰亚胺（PI）湿敏薄膜的分布式光纤Bragg光栅（FBG）湿度传感器。传感器利用PI薄膜湿膨胀效应,将湿应变作用于Bragg栅区,从而改变光纤FBG湿度传感器中心波长的原理,实现了对26-98％RH范围内环境相对湿度的监测。通过改进PI湿敏薄膜的制备及涂覆工艺,有效提高了FBG湿度传感器性能,并采取了相应温...     

基于羟基磷灰石的QCM湿度传感器研究

随着物联网信息化技术的发展,湿度传感器检测精度的要求越来越高,研究具有更好湿敏特性的材料变得日益重要.采用溶胶凝胶法制备了一种具有均匀棒状结构、绿色无毒的羟基磷灰石纳米材料,并将其负载在石英晶体微天平(QCM)上,构筑了高稳定性和敏感性的湿度传感器.通过测量QCM的共振频移,研究了所构筑传感器的湿敏特性,其共振频移源于...     

新型湿敏电阻器材料

<正> 最近,日本开发了一种新型湿敏电阻器材料,它是由铁、钾、以及三价金属(M)中的一种以上的氧化物组成。据称,用这种湿敏材料制成的湿敏电阻器具有特性重现性好、产品稳定性好、使用湿度范围宽、温度范围宽、寿命长等优点。另外,通过调节组分及配比,可以任意地控制湿度一电阻率特性曲线,所得的极其陡峭的特性曲线可以在新的领域里得到应用。其适用的湿度范围为相对湿度0～100％;温度范围为-20～+120℃。现将介绍如下:     

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.     

非电量电测技术讲座 第十二讲 智能温度湿度测控仪

目前,温湿度测量仪器中使用的湿度传感器大多是半导体陶瓷湿敏电阻器,如ZnCr_3O_4、MgCr_2O_4—TiO_2等。这类湿敏器件的缺陷是:第一,怕污染,需要经常对传感器做定时加热清洗的净化处理工作;第二,其精度受气侯环境(温度和湿度)影响较大,通常要进行二维修正才能获得较准确的数值;第三,价格高,寿命     

半导体湿敏器件及其应用

大气中含水汽的多少.常用湿度来表示。要控制湿度,就要对湿度进行检测,关键元件就是湿敏器件。湿敏器件的性能指标有湿度量程、灵敏度、温度系数、响应时间、湿滞回差、感湿特征量——相对湿度特性曲线等。例如作为湿敏器件之一的湿敏半导体陶瓷,按其阻值随环境湿度的变化规律,又可分为两大类:负感湿特性的半导体陶瓷。其阻值随环境湿度的增加而减小;正感湿特性的半导体陶瓷,其阻值随环境湿度的增加而增加。从结构上分,又可分为烧结型、涂覆膜型、多孔氧化物型、结型和MOS型半导体湿敏器件等。湿敏器件的应用是一种非电物理量的电气测量。湿敏电阻即其中的一种。它在一定的电源驱动下,将湿度量转换成电量,然后直接通过仪表读出或调节控湿     

新型声表面波湿度传感器

为解决目前常用电容式湿度传感器存在的误差较大和一致性较差的问题,提出了采用常压化学气相淀积(APCVD)法制备的多孔SiO2膜作为吸湿材料的乐甫波声表面波(SAW)传感器感知湿度。基片采用42.75°旋转Y轴切割石英材料,乐甫波传播方向为[0°,132.75°,90°],SiO2湿敏膜厚度为0.5μm。实验结果表明:此湿度传感器灵敏度约为62 kHz/RH%,在相对湿度为50%时,最大湿滞约3%。测得的湿敏特性和迟滞特性表明,乐甫波声表面波湿度传感器线性度较好,实验证实该湿度传感器具有很好的应用前景。     

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。     

高灵敏度塑料光纤湿度传感器

为了提高塑料光纤湿度传感器的灵敏度,该文利用商用塑料光纤、聚砜、二氧化锗(GeO₂)和聚酰亚胺构建了一种新型结构的塑料光纤湿度传感器。首先将长度为0.5 m的商用塑料光纤中心部分(长5 cm)包层去除,并弯曲成U形(弯曲半径为2 cm),再将聚砜与GeO₂的混合物涂覆在商用光纤纤芯表面,然后将涂覆聚砜与GeO₂的塑料光纤在70 ℃下干燥10 h,最后涂覆上聚酰亚胺湿敏材料,在60 ℃下干燥后形成塑料光纤湿度传感器。实验研究了不同涂覆对塑料光纤传感器光传输特性及其灵敏度的影响,实验结果表明,在温度40 ℃、相对湿度10%RH~80%RH下,当塑料光纤纤芯直径为900 μm、聚砜与GeO₂涂覆层厚200 μm、聚酰亚胺湿敏膜厚 20 μm时,传感器对湿度的响应灵敏度可达到-0.9 nW/(1%RH),是将20 μm聚酰亚胺湿敏材料涂覆在1 500 μm塑料光纤纤芯表面响应灵敏度的6.9倍。     

利用玻璃和晶须特性的湿敏元件

<正> 湿敏元件不仅可用来测量湿度,而且可用作湿度精密控制系统的检测元件。湿敏元件应满足以下要求: 1.在相对湿度0～100%范围内能够进行测定。2.能在高温,特别是能在150℃以上     

家电维修高级工考核试题 摄、录像机部分(1)

<正> 一、是非判断题(正确打“∨”,错误打“×”) 1.CTL信号在放像时是作为主导轴电机的相位比较信号。( ) 2.录像机的结露传感器是一种随湿度增加其电阻值也增加的湿敏电阻。( ) 3.电机驱动集成电路外围的限流电阻是保护集成电路的元件。( ) 4.录像机显示器显示失常会引起不能装盒的故障。( ) 5.录像机的张力带松驰会引起重放图像跳动。( )     

基于聚酰亚胺材料的FBG湿度传感特性研究

提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)侧面镀膜感湿的新型全光纤湿度计,选取具有高湿敏特性和线膨胀系数(9.432×10-5%RH)的改性聚酰亚胺(PI)作为湿敏材料。通过在FBG侧面涂覆5种不同厚度的PI薄膜,检测厚度对传感器灵敏度和响应时间的影响,实验结果与理论计算符合很好,通过测试,PI薄膜厚为21μm时,传感器的湿度灵敏度为2.67×10-6/%RH,响应时间小于8s,有很好的实际应用前景。