一种延寿设计的新型水检传感器的制造方法
【专利摘要】水检传感器按在检水过程中有无伴随化学反应可分为两类，其中有伴随化学反应的这一类由于使用寿命的限制而难以广泛应用。本实用新型针对有伴随化学反应的这类水检传感进行专门设计，即从平行结构设计、间隔通电控制和耐蚀材料选择方面入手，形成一种由平行结构的水检电路、选择性通电的控制电路组成的新型水检传感器。这种新型水检传感器价格便宜、反应灵敏、可靠性高，可以微型化，其寿命不输于无伴随化学反应的水检传感器。
【专利说明】一种延寿设计的新型水检传感器
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种延寿设计的新型水检传感器，属于传感【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水检传感器按在检水过程中有无伴随化学反应可分为两类，没有随化学反应的传感器主要采用水相关物理量的采集实现水检，如基于光反射的车用水检传感器等，这类传感器价格相对较高。有伴随化学反应的这一类水检传感器由于腐蚀作用的存在，目前使用受限，特别是难以满足微型化推广应用的需求。
[0003]本发明针对有伴随化学反应的这类水检传感进行专门设计，即从平行结构设计、间隔通电控制和耐腐蚀材料选择方面入手，形成一种由平行结构的水检电路、选择性通电的控制电路组成的新型水检传感器，其中控制电路包含微处理器。这种新型水检传感器价格便宜、反应灵敏、可靠性高，可以微型化，其寿命不输于无伴随化学反应的水检传感器。
[0004]本发明适用于各类低成本水检应用场合，与传统电控水检传感器相比，本发明的这种成本低、结构简单、寿命较长的新型水检传感器具有较大的推广应用价值。
【发明内容】
[0005]本发明专利需要解决的技术问题在于提供一种寿命长、成本低、结构简单的新型水检传感器。
[0006]实现本发明专利目的的技术解决方案为:这种新型水检传感器主要由平行结构的水检电路[I]、选择性通电的控制电路[2]组成，控制电路[2]上设置微处理器[3]，平行结构的水检电路[I]由两组平行布置的电路[5、6]组成，这两组电路分别与微处理器[3] —个输出引脚、一个输入引脚相连，微处理器[3]通过输出引脚给水检电路[I]中一组电路[5]供电，当水检电路[I]接触到水时会导致水检电路[I]两组平行布置的电路[5、6]导通，微处理器[3]通过检测与输入引脚相连的电路[6]电压变化就会检测是否有水。
[0007]为了实现延寿设计的目的，本发明针对水检传感器特点分别从结构、材料和控制方法三个方面创新设计入手:
[0008](I)结构设计上:平行结构的水检电路[I]采用内外双层设置，即两组平行布置的电路[5、6]分别按投影关系分别延伸布置在内外两层绝缘面[7、8]上，在绝缘面[7]上布置的电路[5]与绝缘面[8]上按投影关系布置的电路[5]之间通过设置多个横向导体[9]从而连成一个双层结构的电路[5]，在绝缘面[7]上布置的电路[6]与在绝缘面[8]上布置的电路[6]之间设置多个横向导体[10]从而连成一个双层结构的电路[6]，在绝缘面[7]上的部分电路[5、6]与水隔绝只起导电作用，在绝缘面[8]上的部分电路[5、6]与水接触起到水检作用，这种双层结构设置可使绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]部分腐蚀破坏的情况下仍然能够检水工作，从而延长了水检传感器的寿命。
[0009](2)材料选者上:绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]采用耐化学腐蚀的材料制成，由于该处与水接触电路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蚀还要承受电化学腐蚀，因此需要选用耐蚀导电材料制作与水接触电路[5、6]，与此对应的是需要通过串联分压电阻
[11]降低与水接触电路[5、6]之间的通路电压，从而提高水检传感器材料的使用寿命。
[0010](3)控制方法上:微处理器[3]根据实际情况控制给水检电路[I]的中电路[5]供电，当检测不到水时电路[5、6]之间是断路，这时微处理器[3]可以一直给电路[5]供电而不会发生化学腐蚀反应，当检测到水时电路[5、6]之间是通路，这时微处理器[3]可以每隔一段时间T给电路[5]供电t时间用于检测水是否仍然存在于绝缘面[8]上，微处理器[3]通过调节t/T比就可以减少水检电路[I]的通电时间，从而减少电化学腐蚀反应对水检传感器寿命的伤害。
[0011]此外，两组平行的电路[5、6]的只要遵循平行、间隔布置的原则，其形状可以由用户根据需要改变，如双指纹状、双梳子状、间隔点阵状、双波状。还可以通过增加有线或无线通讯模块[4]实现这种水检传感器与外界的通讯。
[0012]下面结合附图对本发明专利作进一步详细描述这种新型水检传感器的设计方法
与工作原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:新型水检传感器组成原理示例图。
[0014]图2:在两个绝缘面上布置的平行结构的水检电路示例图。
[0015]附图1、2中使用了统一数字标号:1平行结构的水检电路、2选择性通电的控制电路、3微处理器、4通讯模块、5水检电路中与微处理器[3]输出引脚相连的一组电路、6水检电路中与微处理器[3]输入引脚相连的一组电路、7与水隔绝的绝缘面、8与水接触的绝缘面、9电路[5]之间横向导体、10电路[6]之间横向导体、11分压电阻。
【具体实施方式】
[0016]下面结合图1、2对本发明专利的实施例进一步详细的描述。此处，以双层沉金电路板方案为例的介绍这种新型水检传感器【具体实施方式】。
[0017]结合图1，这种新型水检传感器主要由设置在双层沉金电路板上平行结构的水检电路[I]、选择性通电的控制电路[2]组成，控制电路[2]上设置atiny88微处理器[3]，平行结构的水检电路[I]由两组平行布置的电路[5、6]组成，这两组电路分别与微处理器[3]一个输出引脚、一个输入引脚相连，微处理器[3]通过输出引脚给水检电路[I]中一组电路
[5]供电5V，当水检电路[I]接触到水时会导致水检电路[I]两组平行布置的电路[5、6]导通，微处理器[3]通过检测与输入引脚相连的电路[6]电压变化判断水的存在情况:电压由低到高变化表示水从无到有、电压由高到低变化表示水从有到无、电压一直高表示水的存在、电压一直低表不水的不存在。
[0018]为了实现延寿设计的目的，本发明针对水检传感器特点分别从结构、材料和控制方法三个方面专门设计:
[0019]首先，平行结构的水检电路[I]采用双层沉金电路板上内外双层电路设置，即两组平行布置的电路[5、6]分别按投影关系分别延伸布置在沉金电路板上内外两层绝缘面[7,8]上，在绝缘面[7]上布置的电路[5]与绝缘面[8]上按投影关系布置的电路[5]之间通过设置多个横向导体[9]——对穿孔，从而将两个层面上电路[5]连成一个一体的双层结构，在绝缘面[7]上布置的电路[6]与在绝缘面[8]上布置的电路[6]之间设置多个横向导体[10]——对穿孔，从而将两个层面上电路[6]连成一个一体的双层结构，在绝缘面
[7]上的部分电路[5、6]通过覆盖绝缘膜与水隔绝，只起导电作用，在绝缘面[8]上的部分电路[5、6]直接与水接触起到水检作用，这种双层结构设置可使绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]部分腐蚀破坏的情况下仍然能够检水工作，从而延长了水检传感器的寿命。
[0020]其次，绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]采用耐化学腐蚀的黄金材料制成，由于该处与水接触电路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蚀还要承受电化学腐蚀，考虑到黄金的电化学稳定性能，需要通过串联分压电阻[11]降低与水接触电路[5、6]之间的通路电压，使得与水接触电路[5、6]之间的电压小于1.3V，本实施例控制在0.2V，从而提高了水检传感器材料的使用寿命。
[0021]最后，atiny88微处理器[3]根据实际情况控制给水检电路[I]的中电路[5]供电，当检测不到水时电路[5、6]之间是断路，这时微处理器[3]可以一直给电路[5]供电而不会发生化学腐蚀反应，当检测到水时电路[5、6]之间是通路，这时微处理器[3]可以每隔一段时间T给电路[5]供电t时间用于检测水是否仍然存在于绝缘面[8]上，微处理器[3]通过调节t/T比就可以减少水检电路[I]的通电时间，从而减少电化学腐蚀反应对水检传感器寿命的伤害。本实施例中根据实用需求选择t/T=l%。，从而使得与水接触电路[5、6]的电化学腐蚀寿命提高1000倍。
[0022]此外，两组平行的电路[5、6]的在遵循平行、间隔布置的原则下，其形状可以由用户根据需要改变，如双指纹状、双梳子状、间隔点阵状、双波状，本实施例采用右旋双指纹状结构，右旋双指纹状的两组平行的电路[5、6]间距值取0.3mm。本实施例中还通过增加
2.4G的无线通讯模块[4]实现这种水检传感器与外界的无线通讯。
【权利要求】
1.一种延寿设计的新型水检传感器，其结构特征在于该新型水检传感器主要由平行结构的水检电路[I]、选择性通电的控制电路[2]组成，控制电路[2]上设置微处理器[3]，平行结构的水检电路[I]由两组平行布置的电路[5、6]组成，这两组电路分别与微处理器[3]一个输出引脚、一个输入引脚相连，微处理器[3]通过输出引脚给水检电路[I]中一组电路[5]供电，当水检电路[I]接触到水时会导致水检电路[I]两组平行布置的电路[5、6]导通，微处理器[3]通过检测与输入引脚相连的电路[6]电压变化就会检测是否有水。
2.根据权利要求1所述的一种延寿设计的新型水检传感器，其特征是平行结构的水检电路[I]采用内外双层设置，即两组平行布置的电路[5、6]分别按投影关系分别延伸布置在内外两层绝缘面[7、8]上，在绝缘面[7]上布置的电路[5]与绝缘面[8]上按投影关系布置的电路[5]之间通过设置多个横向导体[9]连成一个双层结构的电路[5]，在绝缘面[7]上布置的电路[6]与在绝缘面[8]上布置的电路[6]之间设置多个横向导体[10]连成一个双层结构的电路[6]，在绝缘面[7]上的电路[5、6]部分与水隔绝只起导电作用，在绝缘面[8]上的电路[5、6]部分与水接触起到水检作用，这种双层结构设置可使绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]部分腐蚀破坏的情况下仍然能够检水工作，延长了水检传感器的寿命O
3.根据权利要求1所述的一种延寿设计的新型水检传感器，其特征是绝缘面[8]上与水接触电路[5、6]采用耐化学腐蚀的材料制成，由于该处与水接触电路[5、6]表面既要承受普通的水污染腐蚀还要承受电化学腐蚀，因此一方面需要选用耐化学腐蚀的导电材料制作与水接触电路[5、6]，另一方面需要通过串联分压电阻[11]降低与水接触电路[5、6]之间的通路电压，从而提高水检传感器材料的耐电化学腐蚀的使用寿命。
4.根据权利要求1所述的一种延寿设计的新型水检传感器，其特征是两组平行的电路[5]与[6]遵循平行、间隔布置的原则。
5.根据权利要求1所述的一种延寿设计的新型水检传感器，其特征是可以通过增加有线或无线通讯模块[4]实现这种水检传感器与外界的通讯。
【文档编号】G01V3/00GK203502594SQ201320612295
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月7日 优先权日:2013年10月7日
【发明者】王陈梓 申请人:王陈梓