一種流量傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于直接測(cè)量液體流量的流量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在液體流量傳感器中，最常見的是渦輪傳感器。其原理是流動(dòng)的液體對(duì)渦輪產(chǎn)生沖擊力帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，利用渦輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，測(cè)量電流的大小以得到水流量的數(shù)值。
[0003]傳統(tǒng)的渦輪傳感器在實(shí)際使用過程中存在諸多問題。由于渦輪傳感器通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)的方式獲取液體的流量信息，所以，機(jī)械裝置的性能成為影響流量監(jiān)控準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵因素。但是，機(jī)械設(shè)備的老化是不可避免的，例如軸承的老化、磨損等問題。另一方面，因渦輪直接與水接觸，水中的化學(xué)成分及污垢會(huì)給渦輪帶來破壞，造成腐蝕、生銹等問題，改變渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使傳感器的準(zhǔn)確性大幅下降。
[0004]所以，為了解決傳統(tǒng)流量傳感器存在的缺陷，有必要提供一種新型液體流量傳感器，利用簡(jiǎn)潔的方式獲取液體流量的信息，無需采用渦輪、電磁感應(yīng)裝置等機(jī)械設(shè)備，避免由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的老化和破損造成的測(cè)量準(zhǔn)確性降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、使用方便，器件不易受流體損壞的流量傳感器。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種流量傳感器裝置，其中包括:
[0007]柔性載體，所述柔性載體具有固定端和拉伸端；
[0008]石墨稀傳感元件，所述石墨稀傳感元件容置在所述柔性載體中，且所述石墨稀傳感元件與所述柔性載體緊密結(jié)合；
[0009]導(dǎo)線，所述流量傳感器裝置包括兩支導(dǎo)線，所述導(dǎo)線分別連接在所述石墨烯傳感元件上；
[0010]第一基座，所述柔性載體的固定端與所述第一基座固定連接；
[0011]滑槽和受力件，所述受力件滑動(dòng)安裝在所述滑槽中，所述柔性載體的拉伸端與所述受力件固定連接；
[0012]所述受力件帶動(dòng)所述拉伸端，使所述柔性載體沿所述滑槽的方向拉伸或收縮。
[0013]優(yōu)選的，所述石墨烯傳感元件可以完全密封在所述柔性載體中。
[0014]所述受力件可以包括滑桿和受力板，所述滑桿位于所述滑槽中，所述拉伸端與所述滑桿固定連接，所述受力板安裝在所述滑桿上。所述受力板可以包括第一受力板和第二受力板，所述第一受力板和第二受力板安裝在所述滑桿的兩端。
[0015]所述流量傳感器裝置還可以包括第二基座，所述滑槽固定在所述第二基座上。
[0016]特別的，所述滑槽可以為矩形槽，所述滑桿為矩形桿。
[0017]優(yōu)選的，兩支所述導(dǎo)線中的一支連接在所述石墨稀傳感元件靠近所述拉伸端的位置，另一支導(dǎo)線連接在所述石墨烯傳感元件靠近所述固定端的位置。
[0018]所述柔性載體的材料優(yōu)選為絕緣彈性疏水材料，所述石墨烯傳感元件可以為矩形石墨烯網(wǎng)，也可以為平行于所述滑槽的多條石墨烯纖維。
[0019]另一方面，本實(shí)用新型還提供了所述流量傳感器裝置的制造方法，其中一種方法包括:
[0020]步驟A、提供生長(zhǎng)襯底，在所述生長(zhǎng)襯底上形成石墨烯傳感元件；
[0021]步驟B、在所述石墨稀傳感元件周圍形成柔性載體，所述石墨稀傳感元件從所述柔性載體中露出；
[0022]步驟C、在露出的所述石墨稀傳感元件上連接兩支導(dǎo)線；
[0023]步驟D、將所述柔性載體的固定端固定在第一基座上，在所述柔性載體的拉伸端連接受力件，所述受力件帶動(dòng)所述柔性載體沿滑槽拉伸或收縮；
[0024]所述柔性載體與所述石墨烯傳感元件緊密接合，以使所述柔性載體產(chǎn)生形變時(shí)，所述石墨稀傳感元件隨所述柔性載體一同形變。
[0025]另一種方法包括:
[0026]步驟A、提供生長(zhǎng)襯底，在所述生長(zhǎng)襯底表面形成石墨烯傳感元件；
[0027]步驟B、在所述石墨稀傳感元件上連接兩支導(dǎo)線；
[0028]步驟C、在所述石墨稀傳感元件周圍形成柔性載體，所述石墨稀傳感元件完全密封在所述柔性載體中；
[0029]步驟D、將所述柔性載體的固定端固定在第一基座上，在所述柔性載體的拉伸端連接受力件，所述受力件帶動(dòng)所述柔性載體沿滑槽拉伸或收縮；
[0030]所述柔性載體與所述石墨烯傳感元件緊密接合，以使所述柔性載體產(chǎn)生形變時(shí)，所述石墨稀傳感元件隨所述柔性載體一同形變。
[0031]特別的，在所述步驟A之后，刻蝕去除所述生長(zhǎng)襯底。所述步驟A可以使用化學(xué)氣相沉積在所述生長(zhǎng)襯底上沉積石墨烯。
[0032]本實(shí)用新型提供的流量傳感器裝置通過受力件感應(yīng)液體流動(dòng)，使所述石墨烯傳感元件產(chǎn)生形變，從而影響監(jiān)測(cè)信號(hào)的電流大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過電流的變化情況推算得出液體的流量。本實(shí)用新型提供的傳感器裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，且能夠防止液體對(duì)器件的損壞。
[0033]通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【附圖說明】
[0034]被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同其說明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。
[0035]圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例中提供的流量傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施例中提供的流量傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施例中所述柔性載體和石墨烯傳感元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施例中所述柔性載體和石墨烯傳感元件拉伸狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
[0040]以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
[0041]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
[0042]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
[0043]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0044]本實(shí)用新型提供了一種流量傳感器裝置，其中包括柔性載體、石墨烯傳感元件、導(dǎo)線、第一基座以及滑槽和受力件。所述柔性載體可以由片狀彈性材料，其具有固定端和拉伸端。所述石墨烯傳感元件可以平鋪在所述柔性載體中，被所述柔性載體包覆，所述石墨烯傳感元件與所述柔性載體緊密結(jié)合。所述固定端與所述第一基座固定連接，兩者之間不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，所述拉伸端在受力后可以自由拉伸，將所述柔性載體和其中的石墨烯傳感元件拉長(zhǎng)。所述流量傳感器裝置中包括兩支導(dǎo)線，兩支導(dǎo)線分別與所述石墨烯傳感元件連接，用于將監(jiān)測(cè)電流通入所述石墨烯傳感元件中。所述拉伸端與所述受力件連接，在使用時(shí)，所述受力件受到液體流動(dòng)的作用力，帶動(dòng)所述拉伸端將所述柔性載體拉伸。特別的，所述拉伸端和所述受力件可以與滑槽配合，所述受力件安裝在所述滑槽內(nèi)，受力件可以在所述滑槽內(nèi)滑動(dòng)。所述滑槽用于限制所述柔性載體的拉伸方向。在使用時(shí)，將所述設(shè)備的滑槽平行于流體流動(dòng)方向，使所述受力件可以帶動(dòng)所述拉伸端沿所述滑槽的方向拉伸或壓縮。另外，所述柔性載體的固定端是固定的，即所述第一基座是固定不動(dòng)的。當(dāng)所述傳感元件被拉伸或壓縮時(shí)，其形變會(huì)使內(nèi)阻產(chǎn)生大幅變化，從而影響監(jiān)測(cè)電流的大小。外部設(shè)備可以通過監(jiān)測(cè)電流的變化程度，推算出傳感元件的形變程度，從而得知液體流量的變化。
[0045]特別的，所述石墨烯傳感元件可以完全被所述柔性載體密封，也可以從所述石墨烯傳感元件中露出一部分，用于連接所述導(dǎo)線。若所述柔性載體完全密封所述石墨烯傳感元件，則應(yīng)在傳感元件被密封之前，在傳感元件上連接兩支導(dǎo)線。在不同的制造和使用情況下，如果需要先在所述傳感元件周圍包覆所述柔性載體，則需要在傳感元件上預(yù)先設(shè)定連接所述導(dǎo)線的位置，并將該位置從所述柔性載體中露出，以供連接導(dǎo)線。由于所述裝置在工作狀態(tài)下會(huì)與液體接觸，而如果石墨稀傳感元件與液體接觸，可能會(huì)影響傳感性能。所以，如果所述傳感元件從所述柔性載體中露出，則在連接導(dǎo)線后，需要將連接點(diǎn)與外部隔離，防止與液體接觸。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的加工工藝和使用情況，對(duì)所述柔性載體是否密封所述石墨烯傳感元件進(jìn)行選擇。特例的，如果所述裝置在使用狀態(tài)下，一部分柔性載體不與液體接觸，則所述石墨烯傳感元件可以從不與液體接觸的部分引出，用于連接導(dǎo)線。在這種情況下，露出的傳感元件可以不用與外部隔離。
[0046]在具體實(shí)施例中，如圖1所示，所述受力件包括滑桿51和受力板52，所述滑桿51與所述拉伸端固定連接，所述滑桿51位于所述滑槽4中。所述受力板52安裝在所述滑桿51上，當(dāng)所述受力板52受到流體的作用力時(shí)，所述受力板52會(huì)推動(dòng)滑桿51，使所述滑桿51拉動(dòng)所述拉伸端。
[0047]優(yōu)選的，在1圖所示的實(shí)施例中，所述受力板52包括第一受力板和第二受力板，兩個(gè)受力板52均為矩形平板結(jié)構(gòu)。所述第一受力板和第二受力板分別安裝在所述滑桿51的兩端，受力板52的法線方向平行于滑槽4所限定的拉伸方向，即垂直于液體流動(dòng)的方向。受力板52能夠有效的感知流體的流動(dòng)情況，并帶動(dòng)滑桿51，進(jìn)而拉伸柔性載體1和其中的傳感元件。本實(shí)用新型并不限制受力板52和滑桿51的結(jié)構(gòu)形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行改動(dòng)，例如，可以將所述受力板52安裝在所述滑桿51的中間，或者直接將帶有滑桿51和受力板52的整體結(jié)構(gòu)安裝在所述拉伸端上。
[0048]特別的，所述