一种自供能湿度传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种自供能湿度传感器及其制备方法。本发明自供能湿度传感器包括含有湿敏元件和检测电路的传感单元、含有整流电路和储能元件的储能单元和由第一摩擦部件和第二摩擦部件组成的摩擦发电装置作为无源供电单元，本发明自供能传感器不需要外部供电系统，相比基于压电效应的自供能气体传感器器具有较大的输出信号；本发明自供能传感器结构设计合理，能够将能量收集转换功能和检测湿度功能集为一体；弹性支撑结构的设计不仅使得供电单元输出电压可调，而且通过可拆卸连接，方便维护，节约成本；此外，本发明传感器制作方法简单、成本低廉，可实现工业化生产和大规模应用。

主权项

一种自供能湿度传感器，其特征在于，包括无源供电单元、储能单元和传感单元，所述传感单元包括湿敏元件和检测电路(9)，所述储能单元包括整流电路和储能元件，所述无源供电单元包括由第一摩擦部件和第二摩擦部件组成的摩擦发电装置；其中，第一摩擦部件包括底面沉积有第一金属层(201)的第一绝缘基板(101)，第二摩擦部件包括顶面沉积有第二金属层(201)的第二绝缘基板(102)以及与第二金属层(202)顶面直接贴合的负极性摩擦层(3)；第一摩擦部件通过弹性支撑结构(11)和第二摩擦部件相互隔离设置，并使得第一金属层(201)和负极性摩擦层(3)面对面设置，在外力作用下，第一摩擦部件的第一金属层(201)通过弹性支撑结构(11)形变能和负极性摩擦层(3)形成接触‑分离循环，从而产生感应电荷，并通过第一金属层(201)和第二金属层(202)作为电极与储能单元(8)的输入端相连；湿敏元件包括沉积有叉指电极(4)的第三绝缘基板(103)和沉积于所述叉指电极(4)表面的湿敏薄膜层(5)；所述叉指电极(4)的一端口与储能单元(8)的输出端相连，另一端口与检测电路(9)相连以输出湿敏元件的电学参数变化。