双向立体加热型湿度传感器和具有湿度采集功能的设备制造技术

本发明专利技术涉及湿度传感器技术领域，尤其涉及一种双向立体加热型湿度传感器和具有湿度采集功能的设备，双向立体加热型湿度传感器包括基底、下加热电路、感湿层和上加热电路，基底、下加热电路、感湿层和上加热电路依次层叠设置，或者，下加热电路、基底和感湿层和上加热电路依次层叠设置。利用上加热电路和下加热电路能够实现对感湿层的垂直方向直接地、双向的加热，相比传统加热式湿度传感器加热效率翻倍，且加热后的温度与感湿层表面温度一致，极大减小温度误差，进而提高湿度测量精度。进而提高湿度测量精度。进而提高湿度测量精度。

【技术实现步骤摘要】
双向立体加热型湿度传感器和具有湿度采集功能的设备


[0001]本专利技术涉及湿度传感器
，尤其涉及一种双向立体加热型湿度传感器和具有湿度采集功能的设备。

技术介绍

[0002]湿度测量是大多数气象活动领域的重要需求，通常是将湿度传感器置于裸露的环境中，与空气直接接触。目前常用高分子电容型湿度传感器，通过在基底上表面制备金属电极以及湿度敏感材料作为感湿介质层，从而形成湿敏电容结构，具备湿度量程宽、线性度好、响应速度快等优点，但是该类湿敏电容在低温环境湿度测量领域应用，芯片裸露到环境表面存在低温结霜、结冰等现象，直接影响湿度测量精度。因此，现常用电容型加热式湿度传感器，通过对湿敏电容进行加热去除表面结霜，提高测量精度。但是目前市面上已有湿度传感器型号多为通过外加加热电阻或者通过在湿敏电容芯片周围进行加热电路制备，从而实现加热功能，这几种结构均存在加热不直接、加热效率低、芯片表面实际温度测量存在偏差等问题，进而直接导致湿度测量误差，降低了测量精度。

技术实现思路

[0003]为了解决电容型加热式湿度传感器存在加热不直接、加热效率低、芯片表面实际温度测量存在偏差等问题。
[0004]本专利技术的一种双向立体加热型湿度传感器的技术方案如下：
[0005]包括基底、下加热电路、感湿层和上加热电路，所述基底、所述下加热电路、所述感湿层和所述上加热电路依次层叠设置，或者，所述下加热电路、所述基底和所述感湿层和所述上加热电路依次层叠设置。
[0006]本专利技术的一种双向立体加热型湿度传感器的有益效果如下：
[0007]利用上加热电路和下加热电路能够实现对感湿层的垂直方向直接地、双向的加热，相比传统加热式湿度传感器加热效率翻倍，且加热后的温度与感湿层表面温度一致，极大减小温度误差，进而提高湿度测量精度。
[0008]在上述方案的基础上，本专利技术的一种双向立体加热型湿度传感器还可以做如下改进。
[0009]进一步，还包括湿敏电容下电极，所述湿敏电容下电极设置在所述感湿层与所述基底之间。
[0010]进一步，所述湿敏电容下电极包括相互分离的第一局部湿敏电容下电极和第二局部湿敏电容下电极，所述第一局部湿敏电容下电极和第二局部湿敏电容下电极上分别设置一个电容型湿度传感元件下电极金属焊盘。
[0011]进一步，还包括第一局部湿敏电容下电极金属基底层和第二局部湿敏电容下电极金属基底层，所述第一局部湿敏电容下电极设置在所述第一局部湿敏电容下电极金属基底层上，所述第二局部湿敏电容下电极设置在所述第二局部湿敏电容下电极金属基底层上。
[0012]进一步，还包括嵌设在所述基底内的下加热电路基底层，所述下加热电路设置在所述下加热电路基底层上，且所述下加热电路嵌设在所述基底内。
[0013]进一步，还包括介质层，所述介质层设置在所述湿敏电容下电极与所述基底之间。
[0014]进一步，所述介质层覆设在所述下加热电路上。
[0015]进一步，所述上加热电路设有两个上加热电路金属焊盘。
[0016]进一步，所述下加热电路设有两个下加热电路金属焊盘。
[0017]本专利技术的一种具有湿度采集功能的设备，上述任一项所述的一种双向立体加热型湿度传感器。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器的爆炸图之一；
[0019]图2为图1的一种双向立体加热型湿度传感器的截面结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器的爆炸图之二；
[0021]图4为图3的一种双向立体加热型湿度传感器的截面结构示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器的爆炸图之三；
[0023]图6为图5的一种双向立体加热型湿度传感器的截面结构示意图；
[0024]图7为图5的湿敏电容下电极的结构示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器的爆炸图之四；
[0026]图9为图8的一种双向立体加热型湿度传感器的截面结构示意图；
[0027]图10为图8的湿敏电容下电极的结构示意图；
[0028]图11为本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器的爆炸图之五；
[0029]图12为图11的一种双向立体加热型湿度传感器的截面结构示意图。
[0030]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0031]1、基底；2、下加热电路基底层；3、下加热电路；4、介质层；5、湿敏电容下电极金属基底层；51、第一局部湿敏电容下电极金属基底层；52、第二局部湿敏电容下电极金属基底层；6、湿敏电容下电极，61、第一局部湿敏电容下电极；62、第二局部湿敏电容下电极；7、感湿层；8、上加热电路；9、下加热电路金属焊盘；10、电容型湿度传感元件下电极金属焊盘；11、上加热电路金属焊盘；12、输出端。
具体实施方式
[0032]实施例1：
[0033]如图1和图2所示，本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器，包括基底1、下加热电路3、感湿层7和上加热电路8，基底1、下加热电路3、感湿层7和上加热电路8依次层叠设置，还包括湿敏电容下电极6，湿敏电容下电极6设置在感湿层7与基底1之间，还包括嵌设在基底1内的下加热电路基底层2，下加热电路3设置在下加热电路基底层2上，且下加热电路3嵌设在基底1内。上加热电路8设有两个上加热电路金属焊盘11，下加热电路3设有两个下加热电路金属焊盘9。
[0034]其中，上加热电路8和下加热电路3均呈蜿蜒状，上加热电路8与两个上加热电路金属焊盘11一体成型，下加热电路3与两个下加热电路金属焊盘9一体成型。
[0035]加热原理：通过给两个加热电路金属焊盘施加一直流电压，通入电压后电路产生一定电流，利用电流的焦耳效应将电能转变成热能，从而实现对所述湿敏电容加热的目的。加热电路同时作为所述被加热湿敏电容的上、下电极，即热量产生于湿敏电容结构内部，属于内部加热，因此加热效率相较于外置加热电路产生间接性热传导的热效率高。根据热量公式Q＝I2Rt，所制备的加热电路即上加热电路8和下加热电路3的电阻值R越大，通过加热电路的电流值I越大，电流越大产生的热量就越多，即加热效率也越高。
[0036]湿度测量原理：湿敏电容结构由湿敏电容下电极6、感湿层7和湿敏电容上电极组成，需要说明的是，上加热电路8除了具有加热功能外，还能够充当湿敏电容上电极，主要功能层为感湿层7，感湿层7采用湿度敏感材料制备而成，比如聚酰亚胺薄膜(PI)、聚苯乙烯(PS)、醋酸纤维(CA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高分子材料，当湿敏电容所处环境湿度发生变化时，感湿材料吸水或脱水，其介电常数发生变化，从而电容值产生变化，并通过上加热电路金属焊盘11和下加热电路金属焊盘9进行电信号传输。
[0037]实施例2：
[0038]如图3和4所示，本专利技术实施例的一种双向立体加热型湿度传感器，包括基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向立体加热型湿度传感器，其特征在于，包括基底、下加热电路、感湿层和上加热电路，所述基底、所述下加热电路、所述感湿层和所述上加热电路依次层叠设置，或者，所述下加热电路、所述基底和所述感湿层和所述上加热电路依次层叠设置。2.根据权利要求1所述的一种双向立体加热型湿度传感器，其特征在于，还包括湿敏电容下电极，所述湿敏电容下电极设置在所述感湿层与所述基底之间。3.根据权利要求2所述的一种双向立体加热型湿度传感器，其特征在于，所述湿敏电容下电极包括相互分离的第一局部湿敏电容下电极和第二局部湿敏电容下电极，所述第一局部湿敏电容下电极和第二局部湿敏电容下电极上分别设置一个电容型湿度传感元件下电极金属焊盘。4.根据权利要求3所述的一种双向立体加热型湿度传感器，其特征在于，还包括第一局部湿敏电容下电极金属基底层和第二局部湿敏电容下电极金属基底层，所述第一局部湿敏电容下电极设置在所述第一局部湿敏电容下电极金属基底层上，所述第二局部湿敏电容下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩，魏家贵，
申请(专利权)人：北京航天微电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：