本实用新型专利技术公开的一种自供电式多功能传感装置，涉及传感器技术领域。该装置包括上下设置的多功能传感模块和温差发电模块；多功能传感模块包括印刷电路板，以及焊接于印刷电路板上的多功能传感单元、数据采集单元、无线收发单元；温差发电模块包括热电水凝胶纤维层、柔性基板、左电极层以及右电极层；热电水凝胶纤维层由P型热电水凝胶纤维和N型热电水凝胶纤维以石墨导电油脂为连接点，编织成网状结构固定在柔性基板中，左电极层和右电极层固定在热电水凝胶纤维层两端并连接多功能传感模块。本实用新型专利技术将温差发电模块和多功能传感模块有机形成一体化，结构科学合理，能合理实现自供电，使用方便效果好，可推广使用。可推广使用。可推广使用。
【技术实现步骤摘要】
一种自供电式多功能传感装置
[0001]本技术涉及传感器
，具体涉及一种自供电式多功能传感装置。
技术介绍
[0002]随着物联网应用和可穿戴电子设备应用的快速发展，智能可穿戴传感设备已经广泛应用于温度测量、湿度测量、压强测量、人体生理信息采集、人体运动信息采集和人机交互等诸多领域。目前所使用的传感器装置大多不具备自供电的性能，往往需要外接电源，这大大降低了传感器装置的便携性和可持续工作性。
[0003]基于此，人们提出了自供电式传感装置，主要是基于人体温度与环境温度始终保持着0至40℃的温差，通过收集人体产生的热量为传感器系统进行供电。但是，现有的自供电式传感装置存在以下问题：1、当前的一些基于温差发电的可穿戴装置，其发电模块是基于无机半导体材料，所输出的热功率较小、带有一定毒性、价格昂贵。2、当前的一些基于温差发电的自供电传感装置，其传感功能单一，不能适用于多种实际场景。3、目前的温差发电装置主要选择柔性材料连接小型刚性热电臂以实现整体柔性结构，这类产品难以具有较好的力学性能，可重构性差。4、目前的温差发电装置对低品级热量利用率低，对温差条件改变的响应时间长，工作效率低。
[0004]因此，鉴于以上问题，有必要提出了一种新的自供电式多功能传感装置，以解决传感器能源供应问题，满足对多种传感功能的需求。
技术实现思路
[0005]鉴于此，本技术公开了一种自供电式多功能传感装置，通过温差发电模块中的热电水凝胶纤维层感应人体温度和环境温度的差异，实现热能向电能的转换，并且为多功能传感模块进行供电，实现自供电和多功能传感一体化。
[0006]根据本技术的目的提出的一种自供电式多功能传感装置，包括上下设置的多功能传感模块和温差发电模块；所述多功能传感模块包括多功能传感单元、数据采集单元、无线收发单元以及印刷电路板；多功能传感单元、数据采集单元、无线收发单元焊接于印刷电路板上，利用印刷电路板中的导线实现电路的连接；所述温差发电模块包括热电水凝胶纤维层、柔性基板、左电极层以及右电极层；热电水凝胶纤维层由P型热电水凝胶纤维和N型热电水凝胶纤维以石墨导电油脂为连接点，编织成网状结构固定在柔性基板中。所述P型热电水凝胶纤维和N型热电水凝胶纤维均为由明胶和卡拉胶组成的双网络水凝胶纤维。水凝胶纤维内部掺杂不同的P型热电离子和N型热电离子。P型热电离子为Fe(ClO4)2/Fe(ClO4)3、FeCl2/FeCl3、FeSO4/Fe2(SO4)3中的一种，N型热电离子为K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6、Na2SO4/Na2SO3、Na2PO4/Na2PO3中的一种。左电极层和右电极层固定在热电水凝胶纤维层两端并连接多功能传感模块。
[0007]优选的，所述热电水凝胶纤维层中的P型热电水凝胶纤维和N型热电水凝胶纤维均为分段设置的多个，多段P型热电水凝胶纤维和N型热电水凝胶纤维之间交错连接、蛇形折
弯、纵横编织；每一P型热电水凝胶纤维的两端均与N型热电水凝胶纤维通过石墨导电油脂连接，每一N型热电水凝胶纤维的两端也均与P型热电水凝胶纤维通过石墨导电油脂连接。
[0008]优选的，所述电极层为金属电极、碳基电极、导电高分子中的一种。
[0009]优选的，所述多功能传感模块外还设置有密封绝缘层，所述密封绝缘层由环氧树脂制备而成。
[0010]优选的，所述多功能传感模块和温差发电模块之间设置有阻热绝缘膜，所述阻热绝缘膜由丁腈橡胶制备而成。
[0011]与现有技术相比，本技术公开的一种自供电式多功能传感装置的优点是：
[0012](1)本技术在多功能传感模块下方设置温差发电模块，温差发电模块中设置热电水凝胶纤维层，通过热电水凝胶纤维层感应人体温度和环境温度的差异，基于热电流效应和索雷尔效应，热电水凝胶纤维中的热电离子可以通过可逆的氧化还原反应和离子的对流、扩散、迁移，在两电极间形成电位差，驱动电子的持续的流动，实现热能向电能的转换，进而实现对多功能传感器的持续供电，供能效率高，工作稳定。
[0013](2)本技术将温差发电模块和多功能传感模块有机形成一体化，结构科学合理，能合理实现自供电；同时，本技术中多功能传感模块中设置有多功能传感单元和无线收发单元，能够实现温度测量、湿度测量、压强测量和人体生理信息采集等诸多场景的应用；通过无线收发单元的信号输送能够实时将传感信息输出到移动电子设备中，使用方便效果好，可推广使用。
[0014](3)本技术中热电水凝胶纤维采用全天然高分子制备的双物理交联水凝胶网络，具有无毒、生物相容性、机械性能强、自愈合性能、导电性强、抗冻和保水性能好等等优点，在柔性可穿戴电子设备领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0015]为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
[0016]图1为本技术公开的一种自供电式多功能传感装置的剖面图。
[0017]图2为热电水凝胶纤维层结构示意图。
[0018]图中：1
‑
密封绝缘层；2
‑
多功能传感单元；3
‑
数据采集单元；4
‑
无线收发单元；5
‑
电极层；6
‑
印刷电路板；7
‑
阻热绝缘膜；8
‑
热电水凝胶纤维层；81
‑
P型热电水凝胶纤维；82
‑
N型热电水凝胶纤维；83
‑
石墨导电油脂；9
‑
柔性基板。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示的一种自供电式多功能传感装置，包括上下设置的密封绝缘层1、多功能传感模块、阻热绝缘膜7以及温差发电模块。
[0022]密封绝缘层1由环氧树脂制备而成，用于实现对整个装置的有效保护。
[0023]多功能传感模块包括多功能传感单元2、数据采集单元3、无线收发单元4以及印刷电路板6。在尺寸为30
×
30
×
1mm的印刷电路板6中从左至右依次焊接多功能传感单元2、数据采集单元3和无线收发单元4，利用印刷电路板6中的导线实现三个单元之间电路的连接。多功能传感模块可实现温度、湿度、压强、生理信息、运动信息等多方面的传感，其结构原理是现有成熟技术，在此不做赘述。
[0024]阻热绝缘膜7设置于多功能传感模块与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自供电式多功能传感装置，其特征在于，包括上下设置的多功能传感模块和温差发电模块；所述多功能传感模块包括多功能传感单元(2)、数据采集单元(3)、无线收发单元(4)以及印刷电路板(6)；多功能传感单元(2)、数据采集单元(3)、无线收发单元(4)焊接于印刷电路板(6)上，利用印刷电路板(6)中的导线实现电路的连接；所述温差发电模块包括热电水凝胶纤维层(8)、柔性基板(9)、左电极层以及右电极层；热电水凝胶纤维层(8)由P型热电水凝胶纤维(81)和N型热电水凝胶纤维(82)以石墨导电油脂(83)为连接点，编织成网状结构固定在柔性基板(9)中，左电极层和右电极层固定在热电水凝胶纤维层(8)两端并连接多功能传感模块。2.根据权利要求1所述的一种自供电式多功能传感装置，其特征在于，所述热电水凝胶纤维层(8)中的P型热电水凝胶纤维(81)和N型热电水凝胶纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱德亮，林鹏程，陈颖，李颂韬，冯琪业，唐广文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：
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