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专利号: 2018109579408
申请人: 成都信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种透明柔性湿度传感器,包括:透明柔性衬底(1),柔性导电薄膜(2),共面波导谐振电路(3),以及湿度敏感柔性薄膜(4);

所述透明柔性衬底(1)由PDMS制成,透明柔性衬底(1)的顶面设有柔性导电薄膜(2);

所述的柔性导电薄膜(2)通过磁控溅射将氧化铟锡ITO溅射在PET柔性薄板上制成;

共面波导谐振电路(3)通过激光刻蚀柔性导电薄膜(2)而成;

柔性导电薄膜(2)表面有一层湿度敏感柔性薄膜(4),该薄膜通过旋涂聚乙烯醇PVA和聚乙烯吡咯烷酮PVP混合溶液烘干制备而成;

连接微波电路时,将同轴线的插座安装在接地板的背面,外导体直接接在接地板上,同轴线的内导体即同轴探针穿过接地板和透明柔性衬底(1)接在柔性导电薄膜(2)上;

所述柔性衬底与柔性导电薄膜形成一个可弯曲、拉伸,低损耗以及具有高光透过率的谐振电路,湿度敏感柔性薄膜作为所述谐振电路谐振频率的一个调控单元。

2.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的透明柔性衬底(1)与柔性导电薄膜(2)通过热压或者固化的方法组合在一起。

3.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的柔性导电薄膜(2)是一种具有可拉伸、弯曲,低方块电阻,高透光率的柔性导电薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的湿度敏感柔性薄膜(4)的薄膜厚度由所述的聚乙烯醇PVA和聚乙烯吡咯烷酮PVP混合溶液浓度调控。

5.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的共面波导谐振电路(3)工作频率范围在2 GHz~4.5GHz,谐振频率可由所刻蚀凹槽尺寸、柔性导电薄膜厚度、PET板厚度以及柔性衬底厚度所决定,其可调范围在3.0GHz~3.5GHz。

6.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的PVA和PVP的湿度敏感柔性薄膜(4)为一个方形结构,薄膜宽度与共面波导宽度相同。

7.根据权利要求1所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的湿度敏感柔性薄膜(4)为介电常数湿度敏感柔性薄膜,其介电常数会随环境湿度变化而发生明显变化,从而引起谐振电路谐振频率的偏移。

8.根据权利要求7所述的一种透明柔性湿度传感器,其特征在于,所述的湿度敏感柔性薄膜(4)的介电常数以及损耗可通过添加不同比例聚乙烯吡咯烷酮实现调控。

9.一种透明柔性湿度传感器的制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1所述的透明柔性湿度传感器,所述方法包括以下步骤:步骤1:柔性导电薄膜(2)通过磁控溅射方法将氧化铟锡ITO溅射在透明柔性的PET板上制成;

步骤2:共面波导谐振电路(3)通过激光刻蚀至柔性导电薄膜(2)上;

步骤3:在柔性导电薄膜(2)表面旋涂一层湿度敏感柔性薄膜(4),且该薄膜通过旋涂PVA和PVP混合溶液烘干制备而成;

步骤4:连接微波电路,将同轴线的插座安装在接地板的背面,外导体直接接在接地板上,同轴线的内导体即同轴探针穿过接地板和透明柔性衬底(1)接在导电薄膜(2)上,从而制成透明柔性湿度传感器。

10.根据权利要求9所述的一种透明柔性湿度传感器的制备方法,其特征在于,所述湿度敏感柔性薄膜(4)制备包括:将聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为10:1~10:4进行混合,再添加1.0wt.%%丙三醇作为增塑剂进行脱泡处理,然后取混合所得胶液滴在柔性导电薄膜(2)上通过匀胶机形成厚度均匀的湿膜,经干燥成膜制得湿度敏感柔性薄膜(4)。