一种印刷型温度传感器及应用该温度传感器的疏散标志的制作方法

本发明属于消防应急安全指示器件技术领域，具体涉及一种印刷型温度传感器及应用该温度传感器的疏散标志。

背景技术：

聚合物基正温度系数（ptc）材料作为导电高分子复合材料中的一种智能高分子材料，由于其具有特殊的温度响应能力而在加热材料、过热或过流保护器等电子领域得以应用，主要由树脂基体、纳米导电性填料如炭黑、金属粒子等，以及一些助剂构成，通过改变基体和填料的种类以及填料的用量可以在较大范围内调节材料的性能，温度传感器作为其应用之一受到广泛关注。温度传感器是一种可以感受到温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器常常被用作机械控制的开关、热熔断器，例如消防应急设备中的温度报警器就是利用温度传感器感应到周围温度的变化改变电流进而控制开关，进行报警。

本发明的目的在于提供一种印刷型温度传感器来解决现有的温度传感器安装需要一定空间，线路复杂，在安装时需要一定的技术人员进行安装，安装要求高，安装和生产成本高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种印刷型温度传感器，可以设置在家中或办公地的隐蔽位置，当温度达到某一控制值时，启动报警装置，防止火灾的发生。本发明通过丝网印刷将温敏性油墨和导电油墨印刷在承印物上，形成通路，实现温度传感器的感应和报警等功能，简化了生产和安装过程，节省了生产和安装成本，同时可将温度传感器印刷在各种不同的地方，实现温度感应功能和其他功能的集成。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种印刷型温度传感器，包括温度感应模块、控制电路板、声音报警器，所述控制电路板上设有处理模块，所述温度感应模块与处理模块连接，所述处理模块与声音报警器相连接，当温度感应模块感应到一定温度时，将信号反馈给处理模块，处理模块控制声音报警器发出警报；所述温度感应模块包括载体，以及通过丝网印刷方式印制在载体上的温敏性油墨和导电油墨电极，所述导电油墨电极与所述控制电路板上的处理模块连接。本发明中的印刷型温度传感器采用印刷方式制作，其中的载体形式多样，结构简单、制作方便、温度感应灵敏，可以直接印制在家具或墙面上，也可以将温度传感器贴在家中或办公区域的死角处，以防范火灾的发生。

温敏性油墨由高密度聚乙烯（hdpe），纳米炭黑及一些辅料和溶剂混合制成，所述温度感应模块中温敏性油墨的厚度优选为1μm~50μm，更优选为1μm~25μm；油墨厚度高于50μm，墨层柔韧性不好，薄于1μm，其中炭黑的数量太少，感应不准确。

本发明还包括包围所述温度感应模块的绝缘封装外壳，起到保护作用。

本发明还提供一种疏散标志，包括疏散标志本体，还包括频率控制模块以及上述技术方案中所述的印刷型温度传感器，所述频率控制模块分别与疏散标志本体、以及处理模块相连接，当温度感应模块感应到一定温度时，将信号反馈给处理模块，处理模块将信号传递给所述频率控制模块，频率控制模块控制疏散标志本体闪烁。频率控制模块可以控制疏散标志模块产生8.8hz的频闪，能很好的指示逃生人员顺利找到逃生方向，指示效果好。

与现有技术相比，本发明的优点与效果：

（1）利用印刷的方式完成温度传感器的制作，结构简单、制作方便、温度感应灵敏，可以设置在建筑内任何地方，实现无死角监控，有效防止火灾的发生，此外，印刷型温度传感器除了可以应用于疏散指示标志，由于其敏感温度和承印物种类形状的多样，可以应用于多种领域。

（2）印刷方式印制温度传感器，可以节省成本，并且可以大批量生产，生产效率高。

（3）在温度感应模块感应到一定温度的情况下，本发明能同时实现声音报警和疏散标志频率闪烁，帮助人们在灾难发生时能顺利及时的找到逃生路线，赢得最佳逃生时间，最大程度的保证了人们的生命财产安全。

附图说明

图1为本发明实施例的模块示意图；

图2为本发明实施例与控制电路板连接电路图；

图3为本发明实施例中炭黑体积分数与复合材料ptc性能的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步说明。

如图1所示，一种印刷型温度传感器，包括温度感应模块、控制电路板、声音报警器，所述控制电路板上设有处理模块，所述温度感应模块与处理模块连接，所述处理模块与声音报警器相连接，当温度感应模块感应到一定温度时，将信号反馈给处理模块，处理模块控制声音报警器发出警报；所述温度感应模块包括载体，以及通过丝网印刷方式印制在载体上的温敏性油墨和导电油墨电极，所述导电油墨电极与所述控制电路板上的处理模块连接。本发明中的印刷型温度传感器采用印刷方式制作，其中的载体形式多样，结构简单、制作方便、温度感应灵敏，可以直接印制在家具或墙面上，也可以将温度传感器贴在家中或办公区域的死角处，以防范火灾的发生。

本发明中的温敏性油墨可以视为一种主要由导电填料和绝缘聚合物组成的高分子基ptc材料，即材料的电阻率在某一定的温度范围内时基本保持不变或仅有很小的变化，当温度达到材料的特定转变点（居里温度）附近时，材料的电阻率会在几度或几十度狭窄的温度范围内发生突变，电阻率迅速增大103~109数量级。两相混合物的电阻率随导电填料体积分数的变化而变化，其电阻值突变的温度也根据其中炭黑体积分数的不同而不同，且炭黑含量越高温度敏感性越低。有效介质普适方程（gem）可以描述大多数两相复合材料电导率与导电填料体积分数之间的关系，通过不同实验得到一定炭黑体积分数与复合材料ptc性能的关系图，通过调节炭黑的体积分数可以得到对目标温度敏感的感应元件，可以适用于各种情况下的温度感应，如图3所示。

温度感应模块制作方法如下：

首先获得温敏性油墨，先将炭黑加入溶剂，然后加入树脂搅拌和脱泡，并进行超声波震荡，直至炭黑分散较均匀，得到导电粒子均匀分散的温敏性油墨，由于形成的混合物有流动性，可以通过控制溶剂的量来控制其粘度，最好在100mpa•s~10pa•s，使其可通过丝网印刷方式印刷在载体上（这里的载体一般为绝缘承印物），形成温敏性油墨区域，并在温敏性油墨区域的两侧利用导电油墨通过丝网印刷方式印刷导电电极，为了更好地保护温度感应模块，还可以增加一个保护性的绝缘外壳。制作完成后可以将本发明的温度感应模块设置于家中或办公区域内的死角处，以防范火灾的发生。

其中温度感应模块中的载体为绝缘承印物，温敏性油墨厚度优选为1μm~50μm，更优选为1μm~25μm。油墨厚度高于50μm，墨层柔韧性不好，薄于1μm，其中炭黑的数量太少，感应不准确。

温度感应模块工作原理：温度感应模块中的导电油墨电极与温敏性油墨相接处，通过导电油墨电极与控制电路板上的处理模块连接，当控制电路板与电源连通时，电流通过形成通路，温敏性油墨即可感应外界温度，其连接电路示意图如图2所示。其中温敏性油墨作为感应元件，当感应到周围温度发生变化时，到达一定临界点后，其电阻发生剧烈变化，最终导致整条通路的电流发生变化，触发处理模块，从而控制声音报警模块发出警报。

一种疏散标志，包括疏散标志本体（即现有的疏散标志），还包括频率控制模块以及上述技术方案中所述的印刷型温度传感器，所述频率控制模块分别与疏散标志本体、以及处理模块相连接，当温度感应模块感应到一定温度时，将信号反馈给处理模块，处理模块将信号传递给所述频率控制模块，频率控制模块控制疏散标志闪烁。本发明的印刷型温度传感器可以设置在疏散标志本体上，也可以将两者分开放置，例如，将印刷型温度传感器设置在办公室吸烟、或易发生火灾等隐蔽处，疏散标志本体设置在公共区的墙面下或地面上，当温度感应模块感应到一定温度时，声音报警器发出警报，人员迅速撤离，并根据疏散标志的指示方向逃离，频率控制模块（现有技术）可以控制疏散标志模块产生8.8hz的频闪，能很好的指示逃生人员顺利找到逃生方向，指示效果好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。