[实用新型]湿度传感器及湿敏材料

说明书

一种湿度传感器及湿敏材料，该湿度传感器包括衬底层、第一电极、第二电极及湿敏材料，所述第一电极及所述第二电极间隔地设置于所述衬底层上，所述湿敏材料填充于所述第一电极与所述第二电极之间，所述湿敏材料为气凝胶结构的湿敏材料。该湿度传感器具有较快的响应速度。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是一种湿度传感器及湿敏材料。

背景技术

湿度传感器是工业生产及日常生活中较为重要的一种传感器。其重要结构为在两个电极之间设置湿敏材料，湿敏材料吸收水分后，其介电常数会发生变化，从而引起两个电极之间的电容值发生变化，由电容值的变化即可计算得出当前环境的湿度。依据上述的原理，水分子在湿敏材料中的渗透速度在很大程度上代表了湿度传感器的响应速度。

当下制备湿度传感器的敏感材料主要包括无机陶瓷材料和高分子聚合物型的有机材料。对于陶瓷类湿敏材料而言，由于其表面对水分子有着强烈的化学吸附现象，需要加热到400℃以上才可以重复使用，加热步骤的存在大大提高了成本。对于高分子聚合物型湿敏材料而言，存在响应时间长，迟滞现象明显，不适用于高湿环境的缺点。但是许多领域对于湿度传感器有了更高的需求，例如肺病检测、呼吸检测以及大气湿度检测，这些领域要求对湿度进行实时检测，同时要求传感器的响应时间在几秒甚至1秒之内，而现阶段的湿度传感器由于湿敏材料性能限制很难达到这样的标准或者需要很高的成本才能达到。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种湿度传感器及湿敏材料，该湿度传感器具有较快的相应速度。

本实用新型提供了一种湿度传感器，包括衬底层、第一电极、第二电极及湿敏材料，所述第一电极及所述第二电极间隔地设置于所述衬底层上，所述湿敏材料填充于所述第一电极与所述第二电极之间，所述湿敏材料为气凝胶结构的湿敏材料。

进一步地，所述第一电极及所述第二电极位于同一平面上，所述湿敏材料设置于所述第一电极与所述第二电极之间。

进一步地，所述第一电极及所述第二电极均为叉指电极，所述第一电极及所述第二电极上的叉指电极间隔且交错设置，所述湿敏材料设置于所述第一电极与所述第二电极的叉指电极之间。

进一步地，所述第一电极与所述第二电极分层设置，从靠近所述衬底层的一侧至远离所述衬底层的一侧，所述第一电极、所述湿敏材料及所述第二电极依次层叠设置。

进一步地，所述第二电极为叉指电极。

进一步地，所述第二电极上形成有多个与所述湿敏材料连通的孔洞。

进一步地，所述湿敏材料为氧化石墨烯气凝胶、聚亚酰胺气凝胶、二氧化硫气凝胶或聚苯胺气凝胶。

本实用新型还提供了一种湿敏材料，所述湿敏材料具有气凝胶结构。

进一步地，所述湿敏材料的孔洞率大于99％。

进一步地，所述湿敏材料为氧化石墨烯气凝胶、聚亚酰胺气凝胶、二氧化硫气凝胶或聚苯胺气凝胶。

综上所述，在本实用新型中，通过将湿敏材料设置为气凝胶结构，由于气凝胶结构是一种拥有高通透性的多分枝纳米多孔三位网络结构，其特点为拥有极高的孔洞率(大于99％)和高比表面积，因此，该结构可以极大的增强湿敏材料的比表面积，增大湿敏材料对水分子的吸附能力，另外，由于气凝胶结构拥有非常高的孔隙率，这又加快了水分子在湿敏材料内部的渗透速度，因此，具有气凝胶结构湿敏材料的湿度传感器能够具有较高的灵敏度，能够实现湿度的实时检测。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明