流体传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种流体传感器，其包括：一悬臂结构；一微纳米纤维阵列，该微纳米纤维阵列设置于所述悬臂结构的表面，所述微纳米纤维阵列包括多个微纳米纤维，该多个微纳米纤维的延伸方向基本一致且与所述悬臂结构的表面形成一夹角；一激光器，所述激光器发射的激光入射到所述悬臂结构的表面；以及一光电探测器，所述光电探测器接收从所述悬臂结构的表面反射的激光光线。
【专利说明】流体传感器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种流体传感器，尤其涉及一种基于微纳米纤维阵列的流体传感 器。
【背景技术】
[0002] 流场状态(包括速度大小与方向，流体粘性、密度等特性等）的测量在许多领域中 都有着极其重要的价值，这些测量的数据也为进行更深层次、有价值的分析提供了基础。
[0003] 现有技术中流体传感器的测量精度只能达到1毫米每秒，对于一些精密测量来 说，这一精度仍有待提高。另外，现有的流体传感器的尺寸只能达到分米级别，对于一些更 加精细环境的流场测量，这种大尺寸级别更是限制了其使用范围。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种能够对流场特性进行超高精度测量、尺寸更小的流 体传感器。
[0005] 一种流体传感器，其包括：一悬臂结构；一微纳米纤维阵列，该微纳米纤维阵列设 置于所述悬臂结构的表面，所述微纳米纤维阵列包括多个微纳米纤维，该多个微纳米纤维 的延伸方向基本一致且与所述悬臂结构的表面形成一夹角；一激光器，所述激光器发射的 激光入射到所述悬臂结构的表面；以及一光电探测器，所述光电探测器接收从所述悬臂结 构的表面反射的激光光线。
[0006] 所述悬臂结构具有一自由端，该微纳米纤维阵列设置于所述悬臂结构的自由端的 表面。
[0007] 所述悬臂结构至少包括一对平行且相对的表面，即第一表面和第二表面，该微纳 米纤维阵列设置于所述悬臂结构的第一表面或第二表面。
[0008] 所述微纳米纤维阵列中的多根微纳米纤维相互间隔设置，每根所述微纳米纤维的 直径d为20微米至100微米，每根所述微纳米纤维的长径比为10?1000。
[0009] 每根所述微纳米纤维的延伸方向与所述悬臂结构的第一表面、第二表面的夹角为 90度。
[0010] 所述微纳米纤维阵列的排列方式为矩形阵列、六边形阵列或圆形阵列。
[0011] 所述微纳米纤维阵列的高度为500微米至10毫米。
[0012] 所述微纳米纤维阵列中任意相邻两根微纳米纤维的距离L与单根微纳米纤维的 直径d的比值，即微纳米纤维阵列的排列密度d/L满足0.l〈d/L〈l。
[0013] 每根所述微纳米纤维为一碳纳米管束，该碳纳米管束包括多根平行排列的碳纳米 管，该多根平行排列的碳纳米管通过范德华力紧密聚集成束状结构。
[0014] 与现有技术相比较，本实用新型提供的流体传感器具有以下优点：一、微纳米纤维 具有极高的长径比，可以实现微米每秒的测量精度，可用于要求更加精细环境的流场测量； 二、微纳米纤维可以具有极好的力学性质和极佳的弹性回复能力，可以提供快速的变形响 应，在保证增大检测信号的同时，避免大变形下材料失效以及设备损坏。因此，该流体传感 器具有测量精度高、尺寸小的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型提供的流体传感器的结构示意图。
[0016] 图2为本实用新型提供的微纳米阵列的排列方式结构图。
[0017] 图3为本实用新型提供的流体传感器测量流体的原理图。
[0018] 主要元件符号说明
[0019]
【权利要求】
1. 一种流体传感器，其包括： 一悬臂结构； 一微纳米纤维阵列，该微纳米纤维阵列设置于所述悬臂结构的表面，所述微纳米纤维 阵列包括多个微纳米纤维，该多个微纳米纤维的延伸方向基本一致且与所述悬臂结构的表 面形成一夹角； 一激光器，所述激光器发射的激光入射到所述悬臂结构的表面；以及 一光电探测器，所述光电探测器接收从所述悬臂结构的表面反射的激光光线。
2. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述悬臂结构具有一自由端，该微纳 米纤维阵列设置于所述悬臂结构的自由端的表面。
3. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述悬臂结构至少包括一对平行且 相对的表面，即第一表面和第二表面，该微纳米纤维阵列设置于所述悬臂结构的第一表面 或第二表面。
4. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述微纳米纤维阵列中的多根微纳 米纤维相互间隔设置，每根所述微纳米纤维的直径d为20微米至100微米，每根所述微纳 米纤维的长径比为10?1000。
5. 如权利要求3所述的流体传感器，其特征在于，每根所述微纳米纤维的延伸方向与 所述悬臂结构的第一表面、第二表面的夹角为90度。
6. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述微纳米纤维阵列的排列方式为 矩形阵列、六边形阵列或圆形阵列。
7. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述微纳米纤维阵列的高度为500微 米至10毫米。
8. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，所述微纳米纤维阵列中任意相邻两 根微纳米纤维的距离L与单根微纳米纤维的直径d的比值，即微纳米纤维阵列的排列密度 d/L 满足 0. l〈d/L〈l。
9. 如权利要求1所述的流体传感器，其特征在于，每根所述微纳米纤维为一碳纳米管 束，该碳纳米管束包括多根平行排列的碳纳米管，该多根平行排列的碳纳米管通过范德华 力紧密聚集成束状结构。
【文档编号】G01D21/02GK204255405SQ201420710693
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】徐志平, 大西大, 万宇 申请人:清华大学, 罗姆株式会社