/986 8.2电子聚合物基电阻式湿度传感器 8.2.1聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 8.2.2聚苯乙烯磺酸铵湿敏元件 8.2.3有机季铵盐高分子电解质湿敏元件 8.2.4胀缩性有机物湿敏元件 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 8.2 电子聚合物基电阻式湿度传感器 8.2.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 8.2.2 聚苯乙烯磺酸铵湿敏元件 8.2.3 有机季铵盐高分子电解质湿敏元件 8.2.4 胀缩性有机物湿敏元件
8.2.1聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 /986 制备工艺 1.用聚苯乙烯为基片，表面用硫酸磺化处理（引入磺酸基团 SO4H）,形成具有共价键结合的磺酸化聚苯乙烯亲水层； 2.为了提高湿敏元件的感湿特性，再通过氯化锂溶液离子交换Lⅰ ,置换出磺酸基团中的H+，形成磺酸锂感湿层； 3.在感湿层表面制备多孔电极。 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 8.2.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 1. 用聚苯乙烯为基片，表面用硫酸磺化处理（引入磺酸基团 SO4H-），形成具有共价键结合的磺酸化聚苯乙烯亲水层； 2. 为了提高湿敏元件的感湿特性，再通过氯化锂溶液离子交换Li ，置换出磺酸基团中的H＋ ，形成磺酸锂感湿层； 3. 在感湿层表面制备多孔电极。 制备工艺
8.2.1聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 986 10 25'℃ 10M 吸湿 10 4<+3%RH 一年后结果 初始结果 100k 10 10k 脱混 2030 40 5060708090100 30 40 50 6070 8090 相对湿度(%) 相对祖度(%) 聚苯乙烯磺酸锂湿 聚苯乙烯磺酸煙湿敏 敏元件的感湿特性 元件稳定性实验结果 在测试范围内，元件阻值与相对湿度的关系在对数坐标上基本为一直线； 元件的感湿特性与基片表面的磺化时间密切相关； 元件的湿滞回差亦较理想，在阻值相同的情况下，吸湿和脱湿时湿度指示的 最大差值为(3-4)%RH。 电子科技大学敏席材料与传核器课程组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 • 在测试范围内，元件阻值与相对湿度的关系在对数坐标上基本为一直线； • 元件的感湿特性与基片表面的磺化时间密切相关； • 元件的湿滞回差亦较理想，在阻值相同的情况下，吸湿和脱湿时湿度指示的 最大差值为（3-4）％RH。 8.2.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件
8.2.1聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 好 986 104 10 25℃ 10 浸水后 103 40℃ 102 102 50℃ 漫水前 型 10 10' 20 1 40 60 80 00 0 20 40 60 80 100 相对湿度(%) 相对湿度(%) 聚苯乙烯黄酸理啦 聚苯乙稀磺酸锂湿 敏元件的抗水浸性能 敏元件的温度特性 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 8.2.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件
8.2.1聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件 磺酸锂湿敏元件主要技术特性 数 工作 时间 精 度 测湿范围 滞后 温度系数 型 据 温度 带数 稳定性 特命 适用环境 (%RH) (%RH) (%RH》 (%RH/C) (C:) (s) 不怕水怕 灰尘烟雾， 一30 2.5% SP-1 升湿 ±8 0-一300 士8 0.5 二年 一·定量的 +80 时30 RH/年 SO:酸雾中 均可使用 使 用 不怕水、不 一 年 怕灰尘，烟 -38 变 雾，一定量 SP-2 后 ±2.5 0~-100 ±2.5 0.5 +93 化 率 的S02酸 2.5% 雾中均可 RH 使用 电子科技大学敏席材料与传廊器课程组 制
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 8.2.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件
8.2.2聚苯乙烯磺酸铵湿敏元件 好 986 1制备方法： ① 聚苯乙烯磺酸铵元件是在氧化铝基片上印刷梳状金电极 ② 然后涂覆有交联剂的苯乙烯磺酸铵溶液 ③ 用紫外线光照射，苯乙烯磺酸铵交联、聚合，形成体形高分子 ④ 再加保护膜，形成具有复膜结构的感湿元件。 口特性：元件测湿范围为（30~100)%RH;温度系数为-0.6%RH/C°。具有优良 的耐水性、耐烟草性，一致性好。 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 8.2.2 聚苯乙烯磺酸铵湿敏元件 制备方法： ① 聚苯乙烯磺酸铵元件是在氧化铝基片上印刷梳状金电极 ② 然后涂覆有交联剂的苯乙烯磺酸铵溶液 ③ 用紫外线光照射，苯乙烯磺酸铵交联、聚合，形成体形高分子 ④ 再加保护膜，形成具有复膜结构的感湿元件。 特性：元件测湿范围为（30~100）％RH；温度系数为 -0.6 %RH/℃。具有优良 的耐水性、耐烟草性，一致性好
8.2.3有机季铵盐高分子电解质湿敏元件 /98 > 感湿材料为含有氯化季铵盐的聚合物-丙烯酸酯，是一种离子导电的高分子材料。 感湿原理为：大气中增加的湿度越大，则感湿膜被电离的程度就越大，电极间 的电阻值也就越小，其变化与相对湿度的变化成指数关系。 有机季铵盐高分子电解质湿敏元件的主要参数 精度 工作温度范围 测湿范围 滞后 响应时间 额定功率 额定电压 额定电流 (%RH) (C) (%RH) (%RH) (s) (m) (V) (AC) (mA) ±2~3 -20~+60 20~99.9 <±2 30 0.3 1.5 0.2 电子科技大学敏席材料与传廊器课程组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 ➢ 感湿材料为含有氯化季铵盐的聚合物-丙烯酸酯，是一种离子导电的高分子材料。 ➢ 感湿原理为：大气中增加的湿度越大，则感湿膜被电离的程度就越大，电极间 的电阻值也就越小，其变化与相对湿度的变化成指数关系。 8.2.3 有机季铵盐高分子电解质湿敏元件 精度 （%RH） 工作温度范围 （C） 测湿范围 （%RH） 滞后 （%RH） 响应时间 （ｓ） 额定功率 （mv） 额定电压 （V）（AC） 额定电流 （mA） ±2～3 -20～+60 20～99.9 < ±2 30 0.3 1.5 0.2 有机季铵盐高分子电解质湿敏元件的主要参数
8.2.4胀缩性有机物湿敏元件 /986 口有机纤维素吸湿溶胀、脱湿收缩，将导电的微粒或离子掺入其中作为导电材料， 可将其体积随环境湿度的变化转换为感湿材料电阻的变化； 口主要代表：碳湿敏元件、结露敏感元件等。 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 有机纤维素吸湿溶胀、脱湿收缩，将导电的微粒或离子掺入其中作为导电材料， 可将其体积随环境湿度的变化转换为感湿材料电阻的变化; 主要代表：碳湿敏元件、结露敏感元件等。 8.2.4 胀缩性有机物湿敏元件
8.2.4胀缩性有机物湿敏元件 /986 ① 碳湿敏元件 口采用的感湿材料是溶胀性能较好的羟乙基纤维素 (HEC)。 口制备工艺： ①采用丙烯酸塑料作为基片； ②采用涂刷导银漆或真空镀金、化学淀积等方法，在基片两长边的边缘 上形成金属电极； ③ 再在其上浸涂一层由羟乙基纤维素、导电碳黑和润湿性分散剂组成的 浸涂液； ④ 待溶剂蒸发后即可获得一层具有胀缩特性的感湿膜。 口经老化、标定后即可使用。 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 ① 碳湿敏元件 采用的感湿材料是溶胀性能较好的羟乙基纤维素（HEC）。 制备工艺： ① 采用丙烯酸塑料作为基片； ② 采用涂刷导银漆或真空镀金、化学淀积等方法，在基片两长边的边缘 上形成金属电极； ③ 再在其上浸涂一层由羟乙基纤维素、导电碳黑和润湿性分散剂组成的 浸涂液； ④ 待溶剂蒸发后即可获得一层具有胀缩特性的感湿膜。 经老化、标定后即可使用。 8.2.4 胀缩性有机物湿敏元件
8.2.4胀缩性有机物湿敏元件 “隆起”现象 104 103 102 3感裎膜之电极 0 1.基片 10 20 30 40606070 8090100 相对祖度《%) 敏感功能结构 骏乙基纤维素碳湿敏感元件感湿特性曲线 电子科技大学敏感材料与传廊器课程组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 敏感功能结构 羟乙基纤维素碳湿敏感元件感湿特性曲线 “隆起”现象 8.2.4 胀缩性有机物湿敏元件