一种采用编织网状结构的水温传感器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水温传感器，更具体地说，涉及一种采用编织网状结构的水温传感器件，可直接用于测量水温。
【背景技术】
[0002]随着我国冬季供暖区域的不断扩大，热能表的需求量也逐渐增多，热能表包括主要两部分:水流量传感器和水温度传感器，其中流量传感器的类似非常多，准确度也可以保证。所以温度传感器成为了研究的关键。热能表的工作原理是利用温度传感器分别测量管道内上行和下行流体温度，通过温度差和系统计算热转换量。如今很多热能表内部的温度传感元件面临生产成本较高，测量液体类型较少，容易受到腐蚀等问题。
[0003]为了解决这些问题，在本发明中，其中稳定的柔性载体材料的包封能够很好的保护传感元件，传感元件中网状材料搭接处之间的滑移能够使电阻变化增量，灵敏度得到极大的提尚。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种采用编织网状结构的水温传感器件，使传感元件不直接与水流接触，以提高稳定性和灵敏性，解决易受腐蚀的问题。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]—种采用编织网状结构的水温传感器件，该传感器件包括柔性载体和传感元件；所述的柔性载体采用正热膨胀系数的绝缘疏水性材料;所述传感元件为具有导电性和可伸缩性材料编织而成，平铺于柔性载体内部，且被柔性载体完全包覆，该传感元件的两端分别通过电极与外部电路相连。
[0007]优选地，所述的传感元件采用石墨烯材料，呈矩形编织网状结构。
[0008]优选地，所述的绝缘疏水材料为聚二甲基硅氧烷。
[0009]本发明具有以下优点及突出性的技术效果:在本发明中，传感元件不直接与水流接触，其中稳定的柔性载体材料的包封能够很好的保护传感元件，传感元件中网状结构搭接处之间的滑移能够使电阻变化增量，大大提高了稳定性和灵敏度，是一种可直接用于测量水温的温度传感器件。
【附图说明】
[0010]图1示出本发明水温传感器件的实施例的空间视图。
[0011 ]图2示出本发明水温传感器件的工作原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
[0013]如图1所示，本发明提供的一种采用编织网状结构的水温传感器件包括柔性载体1、传感元件2和电极3;柔性载体I作为热信号转换元件，同时起到保护传感元件的作用;所述传感元件2为具有导电性和可伸缩性材料编织而成的，平铺于柔性载体内部，且被柔性载体I完全包覆，该传感元件2的两端分别通过电极3与外部电路相连。传感元件2优选采用石墨烯材料，呈矩形编织网状结构。
[0014]另外，为了防止液体对器件的损坏，所述的柔性载体I优选为绝缘疏水材料，能够防止液体在其表面停留、渗入，防止其内部的传感元件与外部液体导通。另一方面，柔性载体I为热信号转化的第一部分，需要正热膨胀系数的材料，例如可以是聚二甲基硅氧烷等高分子材料。
[0015]如图所示，所述传感元件2优选采用石墨烯材料，呈矩形编织网状结构(简称:石墨烯网)，石墨烯网在各个方向上都具有伸缩变形的能力，能够精确反映液体温度变化情况。所述电极3分别连接在石墨烯网的两端，监测石墨烯网的变形。电极3可以是各种导电物质，例如可导电的金属或非金属，优选采用金;非金属可为导电的有机物，如聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。电极3的固定方式可采用喷涂，热蒸镀等。
[0016]图2所示为本发明的工作原理，当传感元件2的温度升高时，柔性载体I产生热膨胀，带动传感元件2拉伸，传感元件2的电学性能发生改变，信号通过电极3传输，依据这种信号反馈，得到水温度的具体数值。
[0017]本发明还提供了制造所述温度传感元件的方法。
[0018]实施例1:
[0019]步骤A、提供生长衬底，在所述生长衬底上形成石墨烯传感元件；
[0020]步骤B、形成柔性载体，将柔性载体切割成条带矩形状；
[0021]步骤C、将石墨烯传感元件转移至柔性载体上，蒸镀电极，用高分子有机物进行包覆，所述传感元件完全密封在所述柔性载体中。
[0022]在所述步骤A中，可以提供网格状或者线性的生长衬底，例如可以是铜丝网或者铜丝。将所述生长衬底放入反应室中，通过控制炉气成分和温度，可以使用化学气相沉积的方式在所述生长衬底表面生长石墨稀，构成石墨稀传感元件。在所述步骤B中，柔性载体部件可以是聚一.甲基娃氧烧或其他尚分子材料。
[0023]实施例2:
[0024]步骤A、提供生长衬底，在所述生长衬底表面形成石墨烯传感元件；
[0025]步骤B、形成柔性载体，将柔性载体切割成条带矩形状；
[0026]步骤C、将石墨烯传感元件转移至柔性载体上，并利用等离子体增强技术进行处理；
[0027]步骤D、蒸镀电极，用高分子有机物进行包覆，所述石墨烯传感元件完全密封在所述的柔性载体中。
[0028]制造方法的实施例1与实施2的区别在于，实施例2中加入了等离子体增强技术，能够增强石墨烯传感元件与柔性载体部件之间的结合。
[0029]实施例3:
[0030]步骤A、提供生长衬底，在所述生长衬底表面形成石墨烯传感元件；
[0031 ]步骤B、形成柔性载体，将柔性载体切割成条带矩形状；
[0032]步骤C、将石墨烯传感元件转移至柔性载体上，并利用等离子体增强技术进行处理；
[0033]步骤D、喷涂银电极，待其干燥后，用高分子有机物进行包覆，所述石墨烯传感元件完全密封在所述的柔性载体中。
[0034]制造方法实施例3与实施例2的区别在于，实施例3中的电极材料为银，固定方式为喷涂后干燥。
【主权项】
1.一种采用编织网状结构的水温传感器件，该传感器件包括柔性载体(I)和传感元件(2);所述的柔性载体采用正热膨胀系数的绝缘疏水性材料;所述传感元件(2)为具有导电性和可伸缩性材料编织而成，平铺于柔性载体内部，且被柔性载体(I)完全包覆，该传感元件(2)的两端分别通过电极(3)与外部电路相连。2.根据权利要求1所述的一种采用编织网状结构的水温传感器件，其特征在于:所述的传感元件(2)采用石墨烯材料，呈矩形编织网状结构。3.根据权利要求1或2所述的一种采用编织网状结构的水温传感器件，其特征在于:所述的绝缘疏水材料为聚一甲基娃氧燒O
【专利摘要】一种采用编织网状结构的水温传感器件，涉及一种用于直接测量水温度的温度传感元件。该水温传感器件包括柔性载体部件、传感元件和电极。传感元件为矩形网状，平铺于柔性载体中部，传感元件通过电极与外部电路相连。当温度产生变化时，柔性载体部件随温度发生形变，使传感元件产生反馈，电阻发生变化，以达到测量温度的目的。该水温传感器件不直接与水流接触，其中稳定的柔性载体材料的包封能够很好的保护传感元件，传感元件中网状结构搭接处之间的滑移能够使电阻变化增量，大大提高了稳定性和灵敏度，是一种可直接用于测量水温的温度传感器件。
【IPC分类】G01K1/08, G01K7/16
【公开号】CN105571738
【申请号】CN201510964715
【发明人】朱宏伟, 劳俊超, 杨婷婷, 姜欣
【申请人】清华大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日