专利名称：一种高分子聚合物基电阻型湿度传感器及其制备和测试方法
技术领域：
本发明属新型湿度传感器，可用于工业生产、生物、医疗、航空航天等领域。
背景技术：
湿度传感器是一类重要的化学传感器，已在工业生产、过程控制、环境监测、气象、航空航天等领域有着广泛的应用，如精密电子元件制造、航天导弹、火箭的储存。为了创造更好的对医疗环境，工业实验环境，航空航天生产环境，对湿度的检测、控制或调整必不可少。有机高分子湿敏材料以其材料来源丰富，相对湿度范围宽，湿滞回差小，响应速度快等优异性能而得到了越来越多的发展，是最具发展前途的一类湿敏材料。早期的高分子湿敏材料多是纤维素类材料，目前常用的有醋酸纤维素类，苯乙烯类，聚胺酰胺类，聚甲基丙烯酸甲脂类以及这些材料的衍生物、与其他单体的共聚物等。这些材料均是含有极性基团，即亲水基，可以与水分子相互作用形成氢键或以范德华力结合，达到吸湿目的。CHR-Ol是一电阻型湿度传感器，其检测范围20% 90%RH，检测精度土5%RH，工作温度(TC +85°C。但不适合更高温度与强酸性、强碱性等恶劣环境检测和高精度要求的工业环境监测。
发明内容
本发明提出一种高分子聚合物基电阻型湿度传感器及其制备方法和测试方法，采用全氟磺酸树脂(PFSI)作为湿敏材料的电阻型湿度传感器，具有较好应用前景。本发明的技术方案为一种高分子聚合物基电阻型湿度传感器，包括湿敏材料层、金属电阻层和引线端子，为圆柱状结构，中间为湿敏材料层，湿敏材料层的截面为圆形并带有一个凸起部，所述的湿敏材料层为Nafion溶液固化而成，在湿敏材料层的侧面化学镀Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金属电阻层，在金属电阻层的两端靠近接头处的表面采用真空镀疒3mm2的钛膜，作为引线端子。制备所述的高分子聚合物基电阻型湿度传感器的方法，以Nafion溶液固化制备湿敏材料层，湿敏材料层的上下表面采用聚氨酯保护，侧面经过粗化、活化、酸浸后，再静置于[Pt (NH3) JCl2 溶液中，按下式反应镀内层电极-APt++Nem4+40H_ 4Pt+2H2+B (OH) ；+Na+ ；然后再按下式镀外层电极..Pt++2Nβ4 Pt+2NH4++4NH3+N2 ;内外层电极镀好后,再除去凸起部表面的金属层Pt得到金属电阻层，再采用真空蒸发镀膜法在金属电阻层靠近接头处镀钛膜制备引线端子。所述的高分子聚合物基电阻型湿度传感器的检测方法，由交流供桥电路进行供电，通过交流放大电路进行测量，通过下式换算得到湿度，
权利要求
1.一种高分子聚合物基电阻型湿度传感器，包括湿敏材料层(I)、金属电阻层(2)和引线端子(3)，其特征在于，为圆柱状结构，中间为湿敏材料层(1)，湿敏材料层(I)的截面为圆形并带有一个凸起部，所述的湿敏材料层(I)为Nafion溶液固化而成，在湿敏材料层(I)的侧面化学镀Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金属电阻层(2)，在金属电阻层(2)的两端靠近接头处的表面采用真空镀疒3mm2的钛膜，作为引线端子(3)。
2.制备权利要求I所述的高分子聚合物基电阻型湿度传感器的方法，以Nafion溶液固化制备湿敏材料层，其特征在于，湿敏材料层的上下表面采用聚氨酯保护，侧面经过粗化、活化、酸浸后，再静置于[Pt(NH3)JCl2溶液中，按下式反应镀内层电极'4Pf+滅H4+40H 4Pt+2H2+B(0H)；+Na ;然后再按下式镀外层电极-.Pt++2Nfi4 Pt+2NH4++4NH3+N2 水叭昆电W教好后，再除去凸起部表面的金属层Pt得到金属电阻层(2)，再采用真空蒸发镀膜法在金属电阻层(2 )靠近接头处镀钛膜制备弓I线端子(3 )。
3.权利要求I所述的高分子聚合物基电阻型湿度传感器的检测方法，其特征在于，由交流供桥电路进行供电，通过交流放大电路进行测量，通过下式换算得到湿度，
全文摘要
本发明公开了一种高分子聚合物基电阻型湿度传感器及其制备和测试方法，包括湿敏材料层、金属电阻层和引线端子，为圆柱状结构，中间为湿敏材料层，湿敏材料层的截面为圆形并带有一个凸起部，所述的湿敏材料层为Nafion溶液固化而成，在湿敏材料层的侧面化学镀Pt膜，除去凸起部的Pt膜，得到金属电阻层，在金属电阻层的两端靠近接头处的表面采用真空镀2~3mm2的钛膜，作为引线端子。制备以Nafion溶液固化制备湿敏材料层，湿敏材料层的上下表面采用聚氨酯保护，侧面经过粗化、活化、酸浸后，再镀内外层电极；内外层电极镀好后，除去凸起部表面的金属层，再采用真空蒸发镀膜法在金属电阻层靠近接头处镀钛膜制备引线端子。
文档编号G01N27/04GK102928475SQ201210434129
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者熊克, 卞侃, 吴佳俊, 潘潇, 陈宏 申请人:南京航空航天大学