電容式結露傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電容式結露傳感器，包括基板，及設置在所述基板上電容柵，所述電容柵的表面還設置有絕緣層；所述電容柵包括兩組梳狀電容板，兩組所述梳狀電容板交叉分布。本發(fā)明技術方案提供的電容式結露傳感器，通過監(jiān)測電容式結露傳感器的電容變化，可以實現(xiàn)氣象觀測中結露的自動監(jiān)測，且防腐蝕能力極強，免維護且造價低。
【專利說明】電容式結露傳感器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器領域，特別涉及一種電容式結露傳感器。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中已有的結露傳感器，圖1為現(xiàn)有技術中電阻式結露傳感器的結構示意圖，圖2為圖1中A-A截面的結構示意圖，結合圖1及圖2所示，電阻式結露傳感器，包括印在陶瓷絕緣基板11上的梳形狀電極12，梳形狀電極12上覆蓋有由樹脂和導電粒子形成的感濕電阻薄膜13，具體的該感濕電阻薄膜13由親水性的丙烯酸樹脂和碳素粉燒結而成。原理為當結露傳感器表面有水分吸收時，導電粒子間隔擴大而使電阻急速上升，通過電阻的變化得知濕度的變化，從而確定是否結露。但是由于感濕電阻薄膜13如果被空氣中的污染物污染，其感應的特性將發(fā)生變化，以致失效，因此不適合放置在戶外監(jiān)測自然結露，只適合在試驗室和儀器中監(jiān)測是否結露。目前在氣象觀測上，對于結露的觀測通常是通過人工觀測觀測場內是否結露，并進行記錄，費時費力，且監(jiān)測結果與實際偏差較大。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電容式結露傳感器，可以實現(xiàn)氣象觀測中結露的自動監(jiān)測。
[0004]為解決上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電容式結露傳感器，包括基板，及設置在所述基板上電容柵，所述電容柵的表面還設置有絕緣層；
所述電容柵包括兩組梳狀電容板，兩組所述梳狀電容板交叉分布。
[0005]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述電容式結露傳感器在未結露時，結露傳感器的電容柵之間的電容為C1 A1=IiX S1Av K為常數(shù)，S1為電容柵側面積，A為電容柵的兩梳狀電容板側邊之間的距離。
[0006]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述電容式結露傳感器在結露時，結露傳感器的電容柵之間的電容為C2:C2=0.5XkXS2/r, K為常數(shù)，S2為電容柵面積，r2為電容柵的兩梳狀電容板之間的距離。
[0007]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述電容式結露傳感器還包括測量電路，所述測量電路與所述電容柵連接。
[0008]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述絕緣層的厚度為0.001-0.5mm。
[0009]作為上述技術方案的優(yōu)選,所述絕緣層的材料為絕緣材料。
[0010]作為上述技術方案的優(yōu)選,所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂或絕緣漆。
[0011]作為上述技術方案的優(yōu)選,所述基板的厚度為0.l~5mm。
[0012]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述基板的材料為絕緣材料。
[0013]作為上述技術方案的優(yōu)選，所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂。
[0014]本發(fā)明的效果在于:
本發(fā)明提供的電容式結露傳感器，通過在基板上設置電容柵，電容柵的表面還設置有絕緣層，所述電容柵包括兩組梳狀電容板，兩組所述梳狀電容板交叉分布，通過監(jiān)測電容式結露傳感器的電容變化，可以實現(xiàn)氣象觀測中結露的自動監(jiān)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過下面結合附圖對其示例性實施例進行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。
[0016]圖1為現(xiàn)有技術中電阻式結露傳感器的結構示意圖；
圖2為圖1中A-A截面的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例提供的電容式結露傳感器的結構示意圖；
圖4為圖3中B-B截面的 結構示意圖；
其中，11-陶瓷絕緣基板；12_梳形狀電極；13_感濕電阻薄膜；21_基板；22_電容柵；23-絕緣層；24-測量電路。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]圖3為本發(fā)明實施例提供的電容式結露傳感器的結構示意圖，圖4為圖3中B-B截面的結構示意圖，結合圖3及圖4所示，該電容式結露傳感器包括基板21，及設置在基板21上電容柵22，電容柵22的表面還設置有絕緣層23 ;電容柵22包括兩組梳狀電容板，兩組梳狀電容板交叉分布。
[0019]本實施例提供的高可靠電容式結露傳感器通過在基板上有兩組呈梳狀的，交叉分布的金屬電容柵。電容柵上覆蓋了絕緣層，也就是說電容柵被基板和絕緣層密封在里面。
[0020]作為上述技術方案的優(yōu)選，電容式結露傳感器在沒有結露時，電容柵之間的電容由兩電容柵的側邊產生，由于側邊面積小，而且距離遠，兩電容柵之間電容非常小。具體的結露傳感器的電容柵22之間的電容為C1 =C1ZkXS1Av K為常數(shù)，該常數(shù)與介電常數(shù)相關，S1為電容柵22側面積，rι為電容柵22的兩梳狀電容板側邊之間的距離。
[0021]作為上述技術方案的優(yōu)選，當發(fā)生結露時，兩電容柵分別與結露形成的水層形成兩個電容，并且這兩個電容之間的關系為串聯(lián)關系。
[0022]電容式結露傳感器在結露時，結露傳感器的電容柵22之間的電容為C2:C2=0.5XkXS2/r2, K常數(shù),該常數(shù)與介電常數(shù)相關，S2為電容柵面積，r2為絕緣層的厚度。
[0023]由于結露發(fā)生時，電容柵面積與水層形成的電容的電容柵面積S2，相比兩電容柵側邊面積S1大得多，同時，電容柵與結露形成的水層距離即絕緣層的厚度，該厚度r2遠小于兩梳狀電容板側邊之間的距離A，所以結露時兩電容柵之間電容遠大于未結露時兩電容柵之間電容。當監(jiān)測到電容增大到預設范圍時即可表明有結露產生。
[0024]電容量變化分析的舉例說明，其中所選的數(shù)值為常規(guī)試驗數(shù)值:
未結露時，結露傳感器兩電容柵之間的電容C1=IiXS1ZV1，其中，S1=IXO-Ol (電容柵的側面積的長寬分別為 Irnm 和 0.01mm), 為 0.1mm，所以 CfkX I X0.01/0.1=0.1k。
[0025]當發(fā)生結露時，結露傳感器電容柵與水膜之間的電容C2=0.5XkXS2/r2，其中，S=IX0.5 (電容柵與水膜之間形成電容的長寬分別為1mm和0.5mm)，r2S0.01mm，所以C2=0.5XkX 1X0.5/0.01=25k。[0026]在本實施例中，結露時的電容C2是未結露時C1的250倍，變化的倍數(shù)非常明顯，電容式結露傳感器就是利用這種變化提供結露和為結露的信息。
[0027]作為上述技術方案的優(yōu)選，電容式結露傳感器還包括測量電路24，測量電路24與電容柵22連接。測量電路是測量電容柵之間電容的電路。測量電路是測量電容柵之間電容轉變成頻率數(shù)據(jù)。
[0028]作為上述技術方案的優(yōu)選,絕緣層的材料為絕緣材料。具體的絕緣材料可以為塑料、橡膠、陶瓷等常規(guī)的絕緣材料，在本實施例中優(yōu)選的，絕緣層所選的絕緣材料為環(huán)氧樹脂或絕緣漆。絕緣層厚度0.001-0.5mm。
[0029]另外基板的材料為絕緣材料。具體的絕緣材料可以為塑料、橡膠、陶瓷等常規(guī)的絕緣材料，在本實施例中優(yōu)選的，基板的絕緣材料為環(huán)氧樹脂?；?1的厚度為0.1-5mm，基板的邊長為1-5厘米，材料可以是環(huán)氧樹脂板。
[0030]本實施例提供的電容式結露傳感器，可以通過電容量的變化反映是否結露，由于其傳感器外表為絕緣材料，防腐蝕能力極強，適應于戶外對結露的監(jiān)測，可以實現(xiàn)氣象觀測中結露的自動監(jiān)測，同時，該電容式結露傳感器免維護，且造價低。
[0031 ] 本發(fā)明用于氣象監(jiān)測上，進行地面氣象觀測，替代人工觀測，實現(xiàn)結露自動化觀測 本發(fā)明的效果在于:
本發(fā)明提供的電容式結露傳感器，通過在基板上設置電容柵，電容柵的表面還設置有絕緣層，電容柵包括兩組梳狀電容板，兩組梳狀電容板交叉分布，通過監(jiān)測電容式結露傳感器的電容變化，可以用于地面氣象觀測，替代人工觀測，實現(xiàn)結露自動化觀測
上述實施例并非【具體實施方式】的窮舉，還可有其它的實施例，上述實施例目的在于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的保護范圍，所有由本發(fā)明簡單變化而來的應用均落在本發(fā)明的保護范圍內。
[0032]此專利說明書使用實例去展示本發(fā)明，其中包括最佳模式，并且使熟悉本領域的技術人員制造和使用此項發(fā)明。此發(fā)明可授權的范圍包括權利要求書的內容和說明書內的【具體實施方式】和其它實施例的內容。這些其它實例也應該屬于本發(fā)明專利權要求的范圍，只要它們含有權利要求相同書面語言所描述的技術特征，或者它們包含有與權利要求無實質差異的類似字面語言所描述的技術特征。
[0033]所有專利，專利申請和其它參考文獻的全部內容應通過引用并入本申請文件。但是如果本申請中的一個術語和已納入?yún)⒖嘉墨I的術語相沖突，以本申請的術語優(yōu)先。
[0034]本文中公開的所有范圍都包括端點，并且端點之間是彼此獨立地組合。
[0035]需要注意的是，“第一 ”，“第二”或者類似詞匯并不表示任何順序，質量或重要性，只是用來區(qū)分不同的技術特征。結合數(shù)量使用的修飾詞“大約”包含所述值和內容上下文指定的含義。(例如:它包含有測量特定數(shù)量時的誤差)。
【權利要求】
1.一種電容式結露傳感器，其特征在于，包括基板，及設置在所述基板上電容柵，所述電容柵的表面還設置有絕緣層； 所述電容柵包括兩組梳狀電容板，兩組所述梳狀電容板交叉分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述電容式結露傳感器在未結露時，結露傳感器的電容柵之間的電容為C1 =C^kXS1Zr1, K為常數(shù)，S1為電容柵側面積， 為電容柵的兩梳狀電容板側邊之間的距離。
3.根據(jù)權利要求2所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述電容式結露傳感器在結露時，結露傳感器的電容柵之間的電容為C2:C2=0.5XkXS2/r，K為常數(shù)，S2為電容柵面積，r2為絕緣層的厚度。
4.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述電容式結露傳感器還包括測量電路，所述測量電路與所述電容柵連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述絕緣層的厚度為0.001^0.5mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述絕緣層的材料為絕緣材料。
7.根據(jù)權利要求6所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂或絕緣漆。
8.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述基板的厚度為0.1~5mm。`
9.根據(jù)權利要求1所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述基板的材料為絕緣材料。
10.根據(jù)權利要求8所述的電容式結露傳感器，其特征在于，所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂。
【文檔編號】G01N27/22GK103529093SQ201310530776
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】馬舒慶, 蒲曉虎 申請人:中國氣象局氣象探測中心