一種電化學式薄膜凝露傳感器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領域，更確切地說涉及一種凝露傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，凝露傳感器有兩種:(I)電容凝露傳感器；(2)光學凝露傳感器。電容凝露傳感器測量原理是電學原理，“凝露”前后電介質(zhì)層的有效介電常數(shù)改變，電容量差別很大，采用芯片測量電容器容值變化來測量表面的凝露狀態(tài)。光學凝露傳感器常見的是冷鏡式凝露傳感器，它是根據(jù)光學原理，在“凝露”后，鏡面對光的反射能力明顯減弱，通過檢測反射光的變化來檢測表面凝露。由于光學凝露傳感器存在光路系統(tǒng)，因此結(jié)構(gòu)復雜，而且一般使用液氮或干冰作為冷源，因此，需要有相應的蒸發(fā)器，不僅體積較大，操作復雜，而且溫度很難精確控制。電容凝露傳感器可以采用高精度電容測量芯片完成，實現(xiàn)小型化，但是電介質(zhì)的吸潮凝露和干燥過程的延時，凝露測量的動態(tài)特性受到干擾;而且，凝露過程中表面凝水量不能量化。
[0003]凝露傳感器的不能精確測量表面凝露，不能量化凝水量，往往導致受凝露影響敏感的設備和設施的保護措施難以有效進行。例如，電力開關設備通常布置在半封閉的金屬柜體中，內(nèi)外溫差容易造成開關觸頭表面凝露產(chǎn)生，影響開關安全和設備壽命;傳統(tǒng)的凝露監(jiān)測技術(shù)常常在柜內(nèi)已經(jīng)有水珠產(chǎn)生還未能檢測，導致凝露控制器不正常開啟。
[0004]因此，需要設計在對凝露敏感的設備、設施的關鍵部位的安裝簡單，并對凝露狀態(tài)響應良好的凝露傳感器;同時，這一凝露傳感器應該是工藝簡單、實用性強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種電化學式薄膜凝露傳感器，采用電位序數(shù)不同的導體材料組成異質(zhì)電極對，在表面凝露后形成原電池，并有法拉第電流輸出，可靈敏的檢測表面凝露狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明的特征在于包括正極電極、負極電極、絕緣層、放大電路、輸出正極、輸出負極，正極電極、負極電極設置在絕緣層的同側(cè)或異側(cè)，絕緣層為正極電極、負極電極的基底；正極電極、負極電極通過放大電路連接輸出正極、輸出負極。
[0007]正極電極、負極電極呈梳齒狀交錯排布在絕緣層的同側(cè)，正極電極、負極電極之間的距離設置為0.01?I毫米。
[0008]在絕緣層的底部貼有雙面膠層。
[0009]正極電極、負極電極設置在絕緣層異側(cè)，上層為正極電極，中間為絕緣層，下層為負極電極;三層結(jié)構(gòu)設置導通孔，導通孔的直徑在I?5毫米之間，孔的數(shù)量為10?60個。
[0010]不同導體材料電極對的正極電極選用不銹鋼、金、銀、銅、鉑、銠、碳等電位序數(shù)較高的材料中的一種。正極電極采用真空蒸發(fā)、磁控濺射等物理方法或化學氣象沉積等化學方法的薄膜制備工藝制備。
[0011]不同導體材料電極對的負極電極選用鐵、鋅、鋁、錫等電位序數(shù)較低的材料中的一種。負極電極采用真空蒸發(fā)、磁控濺射等物理方法或化學氣象沉積等化學方法的薄膜制備工藝制備。
[0012]不同導體材料電極對間的絕緣層采用PC(聚碳酸酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等有機樹脂材料中的一種。
[0013]本發(fā)明的制備工藝流程:
1、清理樹脂絕緣物質(zhì)表面，裁剪成設計形狀；
2、在絕緣物質(zhì)表面放置制備正極薄膜的掩模板，精確對位后固定；
3、采用真空制備導電金屬薄膜工藝制備正極薄膜層；
4、拆卸正極薄膜的掩模板，放置負極薄膜掩模板，精確對位后固定；
5、采用真空制備導電金屬薄膜工藝制備負極薄膜層；
6、清理鍍膜表面；
7、安裝放大電路。
[0014]進一步地，設置安裝PE雙面膠層。
[0015]工作原理:本發(fā)明采用電位序數(shù)不同的兩種導體材料制成的異質(zhì)薄膜電極對，電極對間采用絕緣物質(zhì)分隔，電極對在表面凝露生成電解液后形成原電池，原電池的法拉第電流信號輸出來表征凝露狀態(tài)。輸出的電流信號經(jīng)運算放大電路放大成O?20毫安(mA)標準傳感器電流信號來表征表面凝露的水量。
[0016]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實用性強，方便在對凝露敏感的設備、設施的關鍵部位的表面安裝，對凝露狀態(tài)響應良好，實現(xiàn)物體表面凝露量的監(jiān)測。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明第一種實施例的主視圖。
[0018]圖2是本發(fā)明第一種實施例的俯視圖。
[0019]圖3是圖1中C位置的局部放大圖。
[0020]圖4是本發(fā)明第二種實施例的主視圖。
[0021]圖5是本發(fā)明第二種實施例的俯視圖。
[0022]圖中，1.正極電極，2.負極電極，3.絕緣層，4.雙面膠層，5.放大電路，6.輸出正極，7.輸出負極;8.導通孔。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明呈梳狀結(jié)構(gòu)，正極電極1、負極電極2呈梳齒狀交錯排布。正極導體材料與負極導體材料的間隙越小，對于凝露的敏感性越好，但是由于材料加工工藝限制，結(jié)合圖3所示，正極電極1、負極電極2之間的距離設置為0.0I?I毫米。正極電極1、負極電極2通過放大電路5連接輸出正極6、輸出負極7。正極電極1、負極電極2輸出到放大電路5，經(jīng)過放大的信號通過輸出正極6、輸出負極7實現(xiàn)傳感器的輸出。
[0025]如圖2所示，正極電極1、負極電極2設置在絕緣層3的同側(cè)，絕緣層3為正極電極1、負極電極2的基底。
[0026]在絕緣層3的底部貼有雙面膠層4，方便在被監(jiān)測表面安裝。
[0027]如圖5所示，本發(fā)明呈三明治結(jié)構(gòu)，正極電極1、負極電極2設置在絕緣層3的異側(cè)，上層為正極電極I，中間為絕緣層3，下層為負極電極2。結(jié)合圖4所示，三層結(jié)構(gòu)經(jīng)過模具沖孔、激光開孔制造導通孔8。導通孔8的直徑在I?5毫米之間，孔的數(shù)量可以選擇10?60個。導通孔8的數(shù)量越多，對濕度的變化相應越敏感。正極電極1、負極電極2輸出到放大電路5，經(jīng)過放大的信號通過輸出正極6、輸出負極7實現(xiàn)傳感器輸出。
[0028]由于不同導體材料電極對構(gòu)成的原電池輸出的電流信號在IO—9?I O—5安培(A)量級，需要經(jīng)過放大電路5放大成O?20的毫安級信號，因此放大電路5的放大倍數(shù)為10?1000倍。
【主權(quán)項】
1.一種電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:包括正極電極(I)、負極電極(2)、絕緣層(3)、放大電路(5)、輸出正極(6)、輸出負極(7)，正極電極(1)、負極電極(2)設置在絕緣層(3)的同側(cè)或異側(cè)，絕緣層(3)為正極電極(1)、負極電極(2)的基底;正極電極(1)、負極電極(2)通過放大電路(5)連接輸出正極(6)、輸出負極(7)。2.如權(quán)利要求1所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:正極電極(1)、負極電極(2)呈梳齒狀交錯排布在絕緣層(3)的同側(cè)，正極電極(1)、負極電極(2)之間的距離設置為0.0l?I毫米。3.如權(quán)利要求2所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:在所述的絕緣層(3)的底部貼有雙面膠層(4)。4.如權(quán)利要求1所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:正極電極(1)、負極電極(2)設置在絕緣層(3)的異側(cè)，上層為正極電極(I)，中間為絕緣層(3)，下層為負極電極(2);三層結(jié)構(gòu)設置導通孔(8)，導通孔(8)的直徑在I?5毫米之間，數(shù)量為10?60個。5.如權(quán)利要求1所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:正極電極(I)選用不銹鋼、金、銀、銅、鉑、銠或碳的一種。6.如權(quán)利要求1所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:負極電極(2)選用鐵、鋅、鋁或錫的一種。7.如權(quán)利要求1所述的電化學式薄膜凝露傳感器，其特征在于:絕緣層(3)采用PC、PE、PP、PTFE 或 PMMA 的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電化學式薄膜凝露傳感器，解決了現(xiàn)有裝置不能精確測量表面凝露的問題，其特征在于包括正極電極、負極電極、絕緣層、放大電路、輸出正極、輸出負極，正極電極、負極電極設置在絕緣層的同側(cè)或異側(cè)，絕緣層為正極電極、負極電極的基底；正極電極、負極電極通過放大電路連接輸出正極、輸出負極。本發(fā)明采用電位序數(shù)不同的導體材料組成異質(zhì)電極對，在表面凝露后形成原電池，并有法拉第電流輸出，結(jié)構(gòu)簡單，方便在對凝露敏感的設備、設施的關鍵部位的表面安裝，對凝露狀態(tài)響應良好，實現(xiàn)物體表面凝露量的監(jiān)測。
【IPC分類】G01N27/26, G01N27/416
【公開號】CN105606668
【申請?zhí)枴緾N201510956915
【發(fā)明人】楊光輝, 陳強, 孫丹彤, 張建民, 唐健, 張先云
【申請人】國網(wǎng)安徽省電力公司淮北供電公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日