采用双高分子薄膜电容式湿度传感器补偿的低湿区露点测量的研究

介绍一种采用两个高分子薄膜湿度传感器来实现温度补偿的低湿区露点仪。把其中一个传感器封装于干燥气体中 ,另外一个传感器处于待测环境中 ,通过相同的C/F变换电路后 ,经PhilipsP87LPC76 4单片机测频 ,再由软件进行内部差频、曲线拟合等多种手段处理 ,得到温度补偿后的测量数据 ,以达到采用简单设备、低成本的传感器而快速测量低露点的目的。本文以实验数据、过程为基础 ,对高分子薄膜湿度传感器应用特点、温度特性、补偿原理及露点测试仪的构成进行了分析和讨论。

基于复合微凝胶薄膜的柔性电容式湿度传感器研究

近年来,柔性电子技术的快速发展使得湿度传感器广泛应用于人体健康监测、电子皮肤和非接触控制等新兴应用领域。不同于传统的刚性湿度传感器,柔性湿度传感器因具有舒适的可穿戴性、成本低和制作工艺简单等特点备受研究者的关注。然而,探索一种理想的传感材料来改善柔性湿度传感器的性能仍然是目前存在的挑战。开发了一种简单、低成本且可扩展的制造方法,构建了基于聚(N-异丙基丙烯酰胺-共-丙烯酸)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(P(NIPAm-co-AAc)/PDADMAC)复合微凝胶薄膜的柔性电容式湿度传感器。实验证明,该湿度传感器具有较宽的湿度检测范围(20%~90%RH)、高灵敏度(5.06%/%RH)、快速的响应/恢复时间(3.5 s/2.5 s)、良好的重复性以及长期稳定性。其出色的湿度传感性能和高度柔韧性在用于人体健康监测的柔性可穿戴设备中具有很大前景。

电容式湿度传感器温-湿-盐雾耦合环境损伤效应与机理研究

目的研究电容式湿度传感器在温-湿-盐雾耦合环境作用下的性能退化规律和失效机理。方法将电容式湿度传感器放置在三因素循环(85℃+85%RH→40℃+0.05%NaCl中性盐雾→35℃+50%RH干燥)环境下进行加速老化试验,定期取样,分析响应时间和测量精度退化规律,研究温-湿-盐雾对电容式湿度传感器的环境损伤机制。结果在三因素环境下老化7 d,湿度传感器在标准湿度(>50%RH)环境下感应异常;老化14 d,湿度传感器在每种标准湿度环境下感应异常。测试发现,湿敏电容的电容量偏大,绝缘电阻偏小,损耗角正切偏大,确定湿敏电容失效。湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,在盐雾阶段,盐粒子沉积在湿敏材料表面,在干燥阶段水分挥发,最终在湿敏材料表面形成不规整颗粒物,造成湿敏电容绝缘性能降低。在通电测试时,不规整颗粒物在电场作用下易发生尖端发电,使得感湿材料绝缘性能下降,同时伴随有腐蚀和击穿烧蚀,使湿敏电容发生失效。结论湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,盐粒子易附着在感湿材料上,在通电环境下发生击穿烧蚀,造成湿度传感器功能失效。

基于MEMS技术的集成压力-湿度传感器

设计了一种高灵敏度的集成压力和湿度传感单元的芯片。压力传感单元基于SOI和蛇形电阻结构。室温下,传感器在载压范围为3~129 kPa内灵敏度为0.026 mV/kPa,与有限元仿真基本吻合。传感器在25~120℃范围内的热灵敏度漂移为0.004‰FS/℃,热零点漂移为0.25%FS/℃。湿度传感单元采用的叉指电极和电容式结构,引入含氟PI作湿度敏感膜。设计Mo电阻加热结构加快传感器降湿过程,缩短降湿时间近32%。在10%~90%RH的湿度范围,含氟PI湿度传感器的灵敏度为0.121 pF/%RH,略低于无氟PI器件。含氟基团的引入,使得传感器的湿滞较无氟PI降低16%。“电容-湿度”曲线呈指数分布,相关系数R^(2)=0.996。测试结果发现,湿度传感单元和压力传感单元拥有良好的独立工作性能。

可穿戴柔性湿度传感器开发及在人体呼吸模式检测中的应用

针对传统湿度传感器存在测量范围窄、响应时间长和稳定性差等问题,开发了一种基于石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与TiO_(2)复合材料的聚酰亚胺(PI)基底电容式柔性湿度传感器。通过扫描电镜(SEM)分析了g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料的多孔结构和形态特性,并采用饱和盐溶液法对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)柔性湿度传感器在不同湿度下的湿敏性能、湿滞特性、响应和恢复速率等进行测试。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)柔性湿度传感器具有相对湿度检测范围宽(0%~97%)、湿度迟滞低(1.48%)、响应时间短(3.5 s)等优势,可实现人体呼吸频率、呼吸强度以及比奥呼吸、潮式呼吸、睡眠暂缓呼吸等模式的检测。

基于聚酰亚胺的柔性湿度传感器制备及研究

文中以聚酰胺酸(PAA)为前驱体,通过热处理工艺可得聚酰亚胺(PI)薄膜,添加氧化石墨烯(GO)合成PI/GO复合薄膜及后续电极制备得到基于聚酰亚胺的平行板电容式柔性湿度传感器。在此基础上深入研究了叉指电极式和平行板式构型、PAA旋涂转速、PAA酰亚胺化温度、GO喷涂量对湿度传感器性能的影响,最终得到的湿度传感器具有良好重复性、快速的响应恢复时间,最大湿滞仅为3.8%RH,且具有优异的柔性性能,在可穿戴柔性电子器件领域具有广泛的应用前景。

HS1100/HS1101电容式湿度传感器及其应用

介绍了一种新型的电容式湿度传感器的湿敏特性及其测量显示仪表的工作原理。

基于电容式湿度传感器的植物粉料含水率测量

提出了一种基于电容式湿度传感器的植物粉料含水率测量方法。由电容式湿度传感器和数据采集卡组成的测量系统获取植物粉料含水率数据,应用一阶差分法剔除奇异值后,通过惯性滤波法处理数据。由菊花粉含水率的13个测量值与烘干法测得的真值对比试验结果可知,测量值与真值之间的最大相对误差为1.61%,平均相对误差为0.76%,均小于5%(测量样品数为5时置信区间为95%),表明该方法能够用于测量低水分植物粉料的含水率。

具有SiO_2绝缘层的硅基聚酰亚胺电容式湿度传感器的特性研究

传统夹层聚酰亚胺电容式湿度传感器在亚胺化过程中感湿膜会因挥发物产生微孔,对这种传感器的成品率造成很大影响。为此,从元件的结构入手,制作Si-SiO2-PI结构的湿度传感器,对该种传感器的特性进行了测试,并与传统夹层式结构的样品进行了对比。研究表明,Si-SiO2-PI结构的湿度传感器在同等测试条件下,其电容值要比传统结构样品高25%,湿度灵敏度达到1.24 pF / %,具有重复性好和一致性高的优点,并且特别利于克服薄膜孔洞和厚度不均匀造成的短路现象,有利于批量生产。

电容式湿度传感器设计

电容式湿度传感器是以高分子湿度湿敏电容器为基本感湿元件,利用单片机对测量结果进行分析处理、显示和远距离传输,测量准确度达±2.5%。

电容式湿度传感器多孔上电极受力可靠性分析

电容式湿度传感器不断发展的同时上电极的制造工艺也在不断进行着技术更新,为了使湿度传感器的透水性更加优越,上电极在不断地被做薄,同时在多孔研究方面也在不断地进行着优化,但凡关于多孔上电极受力可靠性的问题,总是涉及到制作栅条过程中因为过度腐蚀而断裂的现象。利用ANSYS针对传统的条栅形多孔上电极以及自行设计的环形多孔上电极进行模拟受力分析,通过对多孔上电极内壁面进行压力加载,来模拟光刻过程中过度腐蚀的状况,观察比较两种上电极的模拟受力情况。从得到的受力形变图,等效塑性应变图以及等效应力图分析得出,环形多孔上电极具备比条栅形多孔上电极更可靠的受力响应。

聚酰亚胺薄膜电容栅FET湿度传感器的研制

一种聚酰亚胺（ＰＩ）薄膜电容栅ＦＥＴ微型湿度传感器已经初步研制成功．这是一个ｎ沟道增强型器件，具有曲折栅结构；沟道长约１０μｍ，宽＞８０００μｍ；栅区绝缘层厚约３００ｎｍ（ＳｉＯ＿２＋Ｓｉ＿３Ｎ＿４）；一个Ａｕ－ＰＩ－Ａｌ纵向湿敏电容覆植于绝缘栅上．本文报道该ＰＩ－ＨＵＭＦＥＴ的结构设计、工作原理和主要性能并对某些有关问题进行了初步讨论．

木质素荧光碳点-聚乙烯醇薄膜湿度传感器的制备及性能

实现家居环境中湿度监测和预警对人体健康具有重要意义,但基于碳点的湿度研究尚在初级阶段。以木质素为碳源,以间苯二胺、盐酸为掺杂剂,采用一锅水热法在水热反应温度为200℃,反应时间为10 h时获得碳点(carbon dots,CDs),并结合红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜和荧光分光光度计等进行测试分析。结果表明,该碳点的荧光量子产率达14.81%,在水溶液中表现出明显的紫外光区吸收特性,而且当激发波长为440 nm时,其荧光强度最高,并发出绿色荧光(发射波长为512 nm)。采用该碳点与聚乙烯醇构建的薄膜湿度传感器不仅表现出良好的湿敏性,而且具有良好的荧光性能和拉伸性能:当相对湿度从50%增加到90%时,传感器呈现明显的颜色变化,即该传感器在不同湿度下产生不同的响应;加入CDs后聚乙烯醇薄膜在365 nm的紫外光下产生明亮的绿光发射,其拉伸强度从58.36 MPa提升到92.46 MPa,断裂伸长率从237.15%提高到279.17%。该木质素荧光碳点-聚乙烯醇薄膜湿度传感器在家居环境中具有良好的应用潜力。

聚酰亚胺(PI)薄膜电容型湿度传感器的研制

高分子薄膜湿度传感器是当今可实用的性能较优越的一类湿度传感器.一般所用的感湿材料,以醋酸纤维系为主(CA,CAB).聚酰亚胺(PI)于六十年代开始用作电器绝缘材料,七十年代用于微电子器件的表面钝化和PMP技术的多层布线,八十年代起替代SiO_2作电子器件绝缘介质.1982年后应用于湿度传感器作为感湿材料.与醋酸纤维系材料相比,PI具有以下特点:

一种电容式相对湿度传感器的应用

介绍了相对湿度传感器HS1100/1101的特点、特征参数及其与555定时器构成的无稳态振荡电路;在特定电路参数下,通过多次实验测量,分析空气中的相对湿度与电路输出频率的关系,最后给出湿度测量子程序的流程图。

新型电容式湿度传感器简介

本文介绍了一种新型高分子有机聚酰亚胺电容式湿度传感器的工作原理、简便标定方法及应用.

一种电容式Al_2O_3湿度传感器

在单晶Si片上热生长一层SiO2薄膜,采用真空淀积的方法制备一层Al薄膜,然后利用铝阳极氧化的方法获得一层多孔Al2O3薄膜。设计制作了电容式Al2O3湿度传感器,测试结果表明,该器件具有较好的感湿特性和较宽的感湿范围。

一种高灵敏度的电容式湿度传感器

湿度在日常生活工作中与人们息息相关,而电容式湿度传感器更是被广泛应用在食品检测、环境监控、生物医疗及工业生产等各个领域中,但是存在诸多不足之处,例如灵敏度不高、稳定性差、器件尺寸大等问题。为了应对电容式湿度传感器的这些问题,提供了一种优化设计,设计了一种MEMS电容式湿度传感器,在半导体工艺中,引入Mo金属层,作加热层和遮蔽电极层,从而减小湿滞和传感器寄生电容,感湿材料上选择含氟PI,进而提高传感器灵敏度。通过传感器湿度特性分析,证明了该湿度传感器有着灵敏度高、重复性好、湿滞效应小且器件尺寸小的优点。

用于浮标和船只的两种薄膜电容式相对湿度传感器评价

用于浮标和船只的两种薄膜电容式相对湿度传感器评价［美］詹尼朗Ｈ·克瑞森特理查德Ｅ·佩恩１．介绍“改善来自浮标和船只的气象测量（ＩＭＯ）”计划引句是研究精确而可靠的方法，在世界海洋环流试验（ｗｏｅｓ）中，从浮标和船只上进行气象测量。该计划的一部分是获取...

多孔Al_2O_3电容式湿度传感器长期漂移的机理研究

本文通过对多孔Al_2O_3薄膜的显微结构形貌和晶相组成的跟踪检测,观察了多孔Al_2O_3薄膜几何结构和晶相的经时变化.对其原因进行了探讨,从而对多孔Al_2O_3电容式湿度传感器响应的长期漂移机理进行了详细讨论,并指出了克服或改善这类湿度传感器漂移的方向.