[发明专利]一种电容式高灵敏湿度传感器

说明书

本发明提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，第一金属平板、金属连接部、第二金属平板构成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间。第一金属平板和第三金属平板构成第一电容器；第二金属平板和第三金属平板构成第二电容器。金属连接部与第三金属平板间的总电容等于第一电容器的电容与第二电容器的电容之和。工作时，湿敏材料层吸湿膨胀，并且湿敏材料层的介电常数增加，导致金属连接部与第三金属平板间的总电容改变，通过探测该总电容的变化实现湿度探测。本发明中具有湿度探测灵敏度高的优点，在湿度探测领域具有重要的应用。

技术领域

本发明涉及湿度传感领域，具体涉及一种电容式高灵敏湿度传感器。

背景技术

湿度传感器在军事、气象、农业、工业等许多领域具有广泛的应用。已有湿度传感器主要有电容式、电阻式、压电式、光学式等湿度传感器类型。在实际应用中，因为电容式湿度传感器具有制造成本低、动态响应时间短、热损耗小等优点，电容式湿度传感器应用最为广泛。但是传统电容式湿度传感器的灵敏度低，不能满足高灵敏度的湿度探测。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，该湿度传感器包括第一金属平板、第二金属平板、金属连接部、第三金属平板、湿敏材料层、第一固定部、第二固定部，第一金属平板、第二金属平板、第三金属平板平行，第一金属平板通过金属连接部与第二金属平板连接，形成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间，第一固定部和第二固定部置于U形结构的外侧，第一固定部与第一金属平板接触，第二固定部与第二金属平板接触。

更进一步地，湿敏材料层为聚酰亚胺。

更进一步地，在第一金属平板和湿敏材料层之间设有介质层。

更进一步地，第三金属平板的长度大于第一金属平板的长度和第二金属平板的长度。

更进一步地，第二金属平板的长度大于第一金属平板的长度。

更进一步地，在第二金属平板与第三金属平板间设有弹性层。

更进一步地，弹性层的材料为绝缘材料。

更进一步地，湿敏材料层为多孔状。

本发明的有益效果：本发明提供了一种电容式高灵敏湿度传感器，第一金属平板、金属连接部、第二金属平板构成U形结构，第三金属平板置于U形结构内，湿敏材料层置于第一金属平板与第三金属平板间。第一金属平板和第三金属平板构成第一电容器；第二金属平板和第三金属平板构成第二电容器。金属连接部与第三金属平板间的总电容等于第一电容器的电容与第二电容器的电容之和。工作时，湿敏材料层吸湿膨胀，并且湿敏材料层的介电常数增加，导致金属连接部与第三金属平板间的总电容改变，通过探测该总电容的变化实现湿度探测。本发明中，湿敏材料层吸湿，一方面使得第一电容器中材料的介电常数增加，从而使得第一电容器的电容增加；另一方面使得第二电容器两极板间的距离减小，从而使得第二电容器的电容增加。两方面的效果导致本发明中的电容式湿度传感器的灵敏度高。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是电容式高灵敏湿度传感器的示意图。

图中：1、第一金属平板；2、第二金属平板；3、金属连接部；4、第三金属平板；5、湿敏材料层；6、第一固定部；7、第二固定部；10、第一电容器；20、第二电容器。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1