一种流量传感器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种用于直接测量液体流量的流量传感器。
【背景技术】
[0002]在液体流量传感器中，最常见的是涡轮传感器。其原理是流动的液体对涡轮产生冲击力带动涡轮旋转，利用涡轮的旋转带动磁铁旋转。进而通过电磁感应产生电流，测量电流的大小以得到水流量的数值。
[0003]传统的涡轮传感器在实际使用过程中存在诸多问题。由于涡轮传感器通过机械旋转的方式获取液体的流量信息，所以，机械装置的性能成为影响流量监控准确与否的关键因素。但是，机械设备的老化是不可避免的，例如轴承的老化、磨损等问题。另一方面，因涡轮直接与水接触，水中的化学成分及污垢会给涡轮带来破坏，造成腐蚀、生锈等问题，改变涡轮的转动惯量，使传感器的准确性大幅下降。
[0004]所以，为了解决传统流量传感器存在的缺陷，有必要提供一种新型液体流量传感器，利用简洁的方式获取液体流量的信息，无需采用涡轮、电磁感应装置等机械设备，避免由于机械结构的老化和破损造成的测量准确性降低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的是提供一种结构简洁、使用方便，器件不易受流体损坏的流量传感器。
[0006]根据本实用新型的一个方面，提供了一种流量传感器装置，其中包括:
[0007]柔性载体，所述柔性载体具有固定端和拉伸端；
[0008]石墨稀传感元件，所述石墨稀传感元件容置在所述柔性载体中，且所述石墨稀传感元件与所述柔性载体紧密结合；
[0009]导线，所述流量传感器装置包括两支导线，所述导线分别连接在所述石墨烯传感元件上；
[0010]第一基座，所述柔性载体的固定端与所述第一基座固定连接；
[0011]滑槽和受力件，所述受力件滑动安装在所述滑槽中，所述柔性载体的拉伸端与所述受力件固定连接；
[0012]所述受力件带动所述拉伸端，使所述柔性载体沿所述滑槽的方向拉伸或收缩。
[0013]优选的，所述石墨烯传感元件可以完全密封在所述柔性载体中。
[0014]所述受力件可以包括滑杆和受力板，所述滑杆位于所述滑槽中，所述拉伸端与所述滑杆固定连接，所述受力板安装在所述滑杆上。所述受力板可以包括第一受力板和第二受力板，所述第一受力板和第二受力板安装在所述滑杆的两端。
[0015]所述流量传感器装置还可以包括第二基座，所述滑槽固定在所述第二基座上。
[0016]特别的，所述滑槽可以为矩形槽，所述滑杆为矩形杆。
[0017]优选的，两支所述导线中的一支连接在所述石墨稀传感元件靠近所述拉伸端的位置，另一支导线连接在所述石墨烯传感元件靠近所述固定端的位置。
[0018]所述柔性载体的材料优选为绝缘弹性疏水材料，所述石墨烯传感元件可以为矩形石墨烯网，也可以为平行于所述滑槽的多条石墨烯纤维。
[0019]另一方面，本实用新型还提供了所述流量传感器装置的制造方法，其中一种方法包括:
[0020]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；
[0021]步骤B、在所述石墨稀传感元件周围形成柔性载体，所述石墨稀传感元件从所述柔性载体中露出；
[0022]步骤C、在露出的所述石墨稀传感元件上连接两支导线；
[0023]步骤D、将所述柔性载体的固定端固定在第一基座上，在所述柔性载体的拉伸端连接受力件，所述受力件带动所述柔性载体沿滑槽拉伸或收缩；
[0024]所述柔性载体与所述石墨烯传感元件紧密接合，以使所述柔性载体产生形变时，所述石墨稀传感元件随所述柔性载体一同形变。
[0025]另一种方法包括:
[0026]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；
[0027]步骤B、在所述石墨稀传感元件上连接两支导线；
[0028]步骤C、在所述石墨稀传感元件周围形成柔性载体，所述石墨稀传感元件完全密封在所述柔性载体中；
[0029]步骤D、将所述柔性载体的固定端固定在第一基座上，在所述柔性载体的拉伸端连接受力件，所述受力件带动所述柔性载体沿滑槽拉伸或收缩；
[0030]所述柔性载体与所述石墨烯传感元件紧密接合，以使所述柔性载体产生形变时，所述石墨稀传感元件随所述柔性载体一同形变。
[0031]特别的，在所述步骤A之后，刻蚀去除所述生长衬底。所述步骤A可以使用化学气相沉积在所述生长衬底上沉积石墨烯。
[0032]本实用新型提供的流量传感器装置通过受力件感应液体流动，使所述石墨烯传感元件产生形变，从而影响监测信号的电流大小。本领域技术人员可以通过电流的变化情况推算得出液体的流量。本实用新型提供的传感器装置结构简单，使用方便，且能够防止液体对器件的损坏。
[0033]通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0034]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
[0035]图1是本实用新型具体实施例中提供的流量传感器装置的结构示意图；
[0036]图2是本实用新型具体实施例中提供的流量传感器装置的结构示意图；
[0037]图3是本实用新型具体实施例中所述柔性载体和石墨烯传感元件的结构示意图；
[0038]图4是本实用新型具体实施例中所述柔性载体和石墨烯传感元件拉伸状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
[0040]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
[0041]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0042]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0043]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0044]本实用新型提供了一种流量传感器装置，其中包括柔性载体、石墨烯传感元件、导线、第一基座以及滑槽和受力件。所述柔性载体可以由片状弹性材料，其具有固定端和拉伸端。所述石墨烯传感元件可以平铺在所述柔性载体中，被所述柔性载体包覆，所述石墨烯传感元件与所述柔性载体紧密结合。所述固定端与所述第一基座固定连接，两者之间不发生相对移动，所述拉伸端在受力后可以自由拉伸，将所述柔性载体和其中的石墨烯传感元件拉长。所述流量传感器装置中包括两支导线，两支导线分别与所述石墨烯传感元件连接，用于将监测电流通入所述石墨烯传感元件中。所述拉伸端与所述受力件连接，在使用时，所述受力件受到液体流动的作用力，带动所述拉伸端将所述柔性载体拉伸。特别的，所述拉伸端和所述受力件可以与滑槽配合，所述受力件安装在所述滑槽内，受力件可以在所述滑槽内滑动。所述滑槽用于限制所述柔性载体的拉伸方向。在使用时，将所述设备的滑槽平行于流体流动方向，使所述受力件可以带动所述拉伸端沿所述滑槽的方向拉伸或压缩。另外，所述柔性载体的固定端是固定的，即所述第一基座是固定不动的。当所述传感元件被拉伸或压缩时，其形变会使内阻产生大幅变化，从而影响监测电流的大小。外部设备可以通过监测电流的变化程度，推算出传感元件的形变程度，从而得知液体流量的变化。
[0045]特别的，所述石墨烯传感元件可以完全被所述柔性载体密封，也可以从所述石墨烯传感元件中露出一部分，用于连接所述导线。若所述柔性载体完全密封所述石墨烯传感元件，则应在传感元件被密封之前，在传感元件上连接两支导线。在不同的制造和使用情况下，如果需要先在所述传感元件周围包覆所述柔性载体，则需要在传感元件上预先设定连接所述导线的位置，并将该位置从所述柔性载体中露出，以供连接导线。由于所述装置在工作状态下会与液体接触，而如果石墨稀传感元件与液体接触，可能会影响传感性能。所以，如果所述传感元件从所述柔性载体中露出，则在连接导线后，需要将连接点与外部隔离，防止与液体接触。本领域技术人员可以根据不同的加工工艺和使用情况，对所述柔性载体是否密封所述石墨烯传感元件进行选择。特例的，如果所述装置在使用状态下，一部分柔性载体不与液体接触，则所述石墨烯传感元件可以从不与液体接触的部分引出，用于连接导线。在这种情况下，露出的传感元件可以不用与外部隔离。
[0046]在具体实施例中，如图1所示，所述受力件包括滑杆51和受力板52，所述滑杆51与所述拉伸端固定连接，所述滑杆51位于所述滑槽4中。所述受力板52安装在所述滑杆51上，当所述受力板52受到流体的作用力时，所述受力板52会推动滑杆51，使所述滑杆51拉动所述拉伸端。
[0047]优选的，在1图所示的实施例中，所述受力板52包括第一受力板和第二受力板，两个受力板52均为矩形平板结构。所述第一受力板和第二受力板分别安装在所述滑杆51的两端，受力板52的法线方向平行于滑槽4所限定的拉伸方向，即垂直于液体流动的方向。受力板52能够有效的感知流体的流动情况，并带动滑杆51，进而拉伸柔性载体1和其中的传感元件。本实用新型并不限制受力板52和滑杆51的结构形式，本领域技术人员可以根据实际情况对其进行改动，例如，可以将所述受力板52安装在所述滑杆51的中间，或者直接将带有滑杆51和受力板52的整体结构安装在所述拉伸端上。
[0048]特别的，所述