CN108318160B - 基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法，包含：控制电路，其设有压力传感器、第一滑动变阻器、电压表、NPN型三极管、第二滑动变阻器和开关；信号输入线，从压力传感器的两端引出；触发压力调整旋钮，与第一滑动变阻器连接；电压显示区，与电压表连接；延时调整旋钮，与第二滑动变阻器连接；延时触发开关，与开关连接；输出线，其为输出端的引出；电致变色器件分别与输出线的两端连接。本发明当压力触发后，输出电压会立即反转，使得电致变色器件发生颜色上的变化，当压力在触发值以下时，使得输出电压再次反转，会使电致变色器件回到最初的颜色，控制电路更简单稳定、消耗的电能少，更安全、环保且具备良好的警示效果。

Description

基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法
技术领域
本发明涉及过压警示设备领域，特别涉及一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法。
背景技术
过压警示装置有着十分广泛的应用，尤其是在工业生产中，对过压警示装置的要求也是十分的严格，目前现有过压警示装置用于警示的器件大多采用液晶或者数码管显示，耗能多并且控制电路复杂，不利于提升系统的稳定性，使用寿命较短，需要较高的电压和电流，不利于提升系统的安全性。
电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件，仅需微弱的电流和1V左右的电压便可以控制变色，控制简单，目前电致变色器件还未应用在过压警示装置中。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法，通过采用电致变色器件作为过压警示器件，电致变色器件在外加电场的作用下能够发生稳定、可逆的颜色变化现象，所需的控制电路更为简单，稳定，消耗的电能少，更为安全、环保并且还具备良好的警示效果；且制备的压力传感器，在外部压力变化的时候，阻值变化明显，响应时间短，精度高，成本低廉，使用寿命长。
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其包含：
控制电路，其设有压力传感器、第一滑动变阻器、电压表、第一NPN型三极管、第二滑动变阻器和开关；
信号输入线，其从所述压力传感器的两端引出；
触发压力调整旋钮，其与所述第一滑动变阻器连接；
电压显示区，其与所述电压表连接，用以显示所述第一NPN型三极管的基级电压；
延时调整旋钮，其与所述第二滑动变阻器连接，用以调整触发后的电压保持时间；
延时触发开关，其与开关连接；
输出线，其为控制电路输出端的引出；
电致变色器件，其分别与所述输出线的两端连接。
优选地，所述控制电路包含若干个电源和依次连接的信号放大模块、信号整形模块、延时电路模块、比较输出模块；
各个电源分别对应地给所述信号放大模块、所述信号整形模块、所述延时电路模块和所述比较输出模块供电；
所述信号放大模块将输入的信号放大后经过所述信号整形模块，并输出到所述延时电路模块，再通过所述比较输出模块进行输出。
优选地，所述信号放大模块设有前置放大电路和后置放大电路；所述前置放大电路设有信号输入电路与信号放大电路；
所述压力传感器、所述第一滑动变阻器和所述电压表设置在所述信号输入电路中，所述信号输入电路还包括：信号输入电路电源、第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻、所述压力传感器、所述第一滑动变阻器和所述第二电阻为串联连接，所述电压表并联在所述压力传感器和所述第二电阻的两端；
所述第一NPN型三极管设置在所述信号放大电路中；所述信号放大电路还包括：接地的第三电阻、第一发光二极管和信号放大电路电源；所述第一电阻与所述压力传感器之间引出信号输入端连入所述第一NPN型三极管的基级，所述第一NPN型三极管的发射极与所述第三电阻连接，所述第一NPN型三极管的集电极分别与所述第一发光二极管和所述信号放大电路电源连接；
所述后置放大电路包括：第一运算放大器、第五电阻、接地的第四电阻和接地的第二发光二极管；所述第一运算放大器的同相输入端与所述第一NPN型三极管的发射极连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第四电阻和所述第五电阻连接，所述第四电阻与所述第五电阻并联，所述第五电阻与第二发光二极管连接。
优选地，所述信号整形模块包括：信号整形电源、第六电阻、第七电阻、第二运算放大器和接地的第八电阻；所述第七电阻与所述信号整形电源连接，所述第八电阻与所述第七电阻串联；所述第二运算放大器的同相输入端通过所述第六电阻与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的反相输入端连接在所述第七电阻与所述第八电阻之间，所述第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接到所述开关。
优选地，所述第二滑动变阻器和所述开关设置在所述延时电路模块中；所述延时电路模块还包括：延时电路电源、555定时器、第十电阻、第十一电阻、第二NPN型三极管、接地的第十二电阻、接地的第一电容和接地的第二电容；
所述第十一电阻与所述延时电路电源连接，所述第十一电阻、所述第二滑动变阻器和所述第一电容串联；所述第二电容与所述第十二电阻并联；
所述555定时器设有八个管脚；所述555定时器的第四管脚和第八管脚与所述延时电路电源连接，第一管脚接地，第三管脚与所述开关连接，第五管脚与所述第十二电阻和所述第二电容连接，第二管脚与所述第二NPN型三极管的集电极连接，第六管脚和第七管脚均与所述第二滑动变阻器和所述第一电容连接；
所述第十电阻一端与所述延时电路电源连接，另一端与所述第二NPN型三极管的集电极连接；所述第二NPN型三极管的发射极接地，所述第二NPN型三极管的基级与所述开关连接。
优选地，所述比较输出模块包括：比较输出电源、接地的第十三电阻、第十四电阻、接地的第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、接地的第十八电阻、接地的第十九电阻、第二十电阻、第三运算放大器、第四运算放大器、第三发光二极管、第四发光二极管和控制电路输出端；
所述第三发光二极管和所述第四发光二极管共地；
所述第三运算放大器的同相输入端与所述第十六电阻和所述第十五电阻连接，所述第三运算放大器反相输入端与所述开关和所述第四运算放大器的同相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述第十七电阻和所述第三发光二极管连接，所述第三发光二极管与所述第十七电阻并联；
所述第四运算放大器的反相输出端与所述第十三电阻和所述第十四电阻连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第二十电阻和所述第四发光二极管连接，所述第四发光二极管与所述第二十电阻并联；
所述第十六电阻与所述比较输出电源连接，所述第十六电阻与所述第十五电阻串联；所述第十四电阻与所述比较输出电源连接，所述第十四电阻与所述第十三电阻串联，所述第二十电阻与所述第十九电阻串联，所述第十八电阻与所述第十七电阻串联；
所述第十八电阻和所述第十七电阻之间引出控制电路输出端的一端，所述第十九电阻和所述第二十电阻之间引出所述控制电路输出端的另一端。
优选地，所述压力传感器的制备方法包含：
S1、在玻璃上粘合乳胶膜；
S2、将粘合有乳胶膜的玻璃放置在匀胶机上并吸取前驱体浆料对玻璃进行涂抹，涂抹均匀后进行放置；
S3、待所述前驱体浆料干燥成膜后撕下，再将干燥后的乳胶膜进行裁剪；
S4、将裁剪后的若干条乳胶膜的两端粘接到PVC板上，并在乳胶膜的两端分别用铜线引出，并采用PDMS进行封装。
优选地，所述前驱体浆料的制备方法包含：
S21、将PDMS、炭黑、氧化锌按一定的质量分别进行量取，并将氧化锌和一定体积的溶剂加入到同一烧杯中；
S22、将烧杯进行密封超声，再在该烧杯中加入炭黑并继续超声，超声完成后得到超声前驱体浆料；
S23、将PDMS加入所述超声前驱体浆料并进行磁力搅拌，再将PDMS和固化剂按照一定比例进行量取适量的固化剂加入到所述超声前驱体浆料中，再搅拌均匀，准备涂膜。
优选地，所述氧化锌采用的低温水溶液制备法包含：
a1、量取二水乙酸锌和六亚甲基四胺后，将二水乙酸锌和六亚甲基四胺混合并溶于去离子水中，进行超声后得到若干份前驱体液；
a2、将所述前驱体液转入到聚四氟乙烯内衬高压水热反应釜中，将所述反应釜在一定温度下在箱式炉中进行恒温反应；
a3、恒温反应完毕后，将所述反应釜自然冷却至室温，再取出反应釜中的样品并分别用去离子水和无水乙醇将该样品进行离心洗涤以去除杂质离子，得到白色沉淀物；
a4、将所述白色沉淀物在干燥箱中干燥，将干燥后的白色沉淀物充分研磨得到纯氧化锌纳米棒，放入密封瓶保存。
本发明还提供了一种采用如上文所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置的工作方法，该方法包含：
安装准备过程：对压力传感器施加最低触发压力，调整第一滑动变阻器的阻值，使得在触发压力下触发后续输出电路；通过按下开关以选择开启电压保持延时功能，调整第二滑动变阻器的阻值以调整延时时间，调整好所述第一滑动变阻器的阻值后撤去外加压力，并将所述压力传感器安装到适配位置；
实际工作过程：当所述外加压力达到设定触发压力时，第一NPN型三极管导通，触发后续的电路，经过放大、整形后使控制电路输出端输出的电压反转，控制电致变色器件变色；其中，若外加压力一直保持在触发压力以上，输出的电压一直保持反转状态；若外加压力恢复至触发压力以下时，输出的电压回到初始状态，所述电致变色器件变回至初始颜色。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明制备的压力传感器，在外部压力变化的时候，阻值变化明显，响应时间短，精度高，成本低廉，使用寿命长。
(2)本发明通过在信号输入电路中设置滑动变阻器和压力传感器，利用调整滑动变阻器的阻值可以调整不同的触发压力值，能够获得一个更广的压力触发范围，适应的场景更多，并且设置有短路保护电阻，在滑动变阻器调到零时，起到保护的作用，更安全。
(3)本发明当压力值达到设定值，会触发对比较出模块输出反相电压，控制电致变色器件颜色发生变化，触发信号会依次经过放大模块、整形模块和延时模块，使得处理后的信号更加稳定、可控，并且具有延时功能，能够在一次短暂触发后，持续保持一段时间的反相电压输出，警示效果更突出。
(4)本发明采用电致变色器件作为过压警示器件，电致变色器件在外加电场的作用下能够发生稳定、可逆的颜色变化现象，当压力触发后，输出电压会立即反转，进而使得电致变色器件发生颜色上的变化，当压力在触发值以下时，会使得输出电压再次反转，同样会使得电致变色器件回到最初的颜色，采用电致变色器件作为过压警示器件，所需的控制电路更为简单，稳定，消耗的电能少，更为安全、环保并且还具备良好的警示效果。
附图说明
图1本发明的过压警示装置的结构示意图；
图2本发明的过压警示装置的控制电路的系统结构框图；
图3本发明的电路原理示意图；
图4本发明制备的压力传感器电阻相对变化率随压力变化的曲线图。
其中，1.压力传感器；2.信号输入线；3.触发压力调整旋钮；4.电压显示区；5.延时调整旋钮；6.延时触发开关；7.输出线；8.电致变色器件。
具体实施方式
本发明提供了一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置及方法，为了使本发明更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1、图2和图3结合所示，本发明的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，该过压警示装置包含：压力传感器1、信号输入线2、触发压力调整旋钮3、电压显示区4、延时调整旋钮5、延时触发开关6、输出线7、电致变色器件8和控制电路。
示例地，压力传感器1与信号输入线2连接。信号输入线2从控制电路中的压力传感器PS(即图1中的压力传感器1)的两端引出，触发压力调整旋钮3与控制电路中的滑动变阻器RP1连接。
电压显示区4与控制电路中的电压表V连接，用以显示控制电路中的NPN型三极管Q1的基级电压。
延时调整旋钮5与滑动变阻器RP2连接，用以调整触发后的电压保持时间，延时触发开关6与控制电路中的开关S连接，输出线7为输出端Vo的引出，输出线7的两端连接电致变色器件8。
如图2所示，本发明的过压警示装置的控制电路包括电源和依次进行连接的信号放大模块、信号整形模块、延时电路模块和比较输出模块。
其中，电源给信号放大模块、信号整形模块、延时电路模块和比较输出模块供电。信号放大模块将输入的信号放大后经信号整形模块输出到延时电路模块，最终经过比较输出模块进行输出。
如图3所示，信号放大模块包括前置放大电路和后置放大电路。
前置放大电路包括信号输入电路与信号放大电路。信号输入电路包括+5V电源、电阻R1、压力传感器PS、滑动变阻器RP1、电阻R2和电压表V。放大电路包括NPN型三极管Q1、电阻R3、发光二极管D1和+5V电源。
后置放大电路包括运算放大器U1A、电阻R4、电阻R5和发光二极管D2。
具体地，电阻R1、压力传感器PS、滑动变阻器RP1和电阻R2为串联连接，电压表V并联在压力传感器PS和电阻R2的两端，电阻R1与压力传感器PS之间引出信号输入端连入NPN型三极管Q1的基级。NPN型三极管Q1的发射极与电阻R3连接，电阻R3接地，NPN型三极管Q1的集电极与发光二极管D1和+5V电源连接，运算放大器U1A的同相输入端与NPN型三极管Q1的发射极连接，运算放大器U1A的反相输入端与电阻R4和电阻R5连接，电阻R4接地，电阻R5与发光二极管D2连接，发光二极管D2接地，电阻R4和电阻R5为并联连接。
如图3所示，信号整形模块包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、+5V电源和运算放大器U1B。
具体地，运算放大器U1B的同相输入端通过电阻R6与运算放大器U1A的输出端连接。电阻R7与电阻R8串联，电阻R7与+5V电源连接，电阻R8接地。运算放大器U1B的反相输入端连接在电阻R7与电阻R8之间，运算放大器U1B的输出端通过电阻R9连接到延时电路模块中的开关S。
如图3所示，延时电路模块包括555定时器U2、电阻R10、电阻R11、电阻R12、滑动变阻器RP2、电容C1、电容C2、NPN型三极管Q2、开关S和+5V电源。其中，555定时器设有八个管脚，分别为第一管脚①、第二管脚②、第三管脚③、第四管脚④、第五管脚⑤、第六管脚⑥、第七管脚⑦和第八管脚⑧。
具体地，555定时器U2的第四管脚④和第八管脚⑧均与+5V电源连接，第一管脚①接地，第三管脚③与开关S连接，第五管脚⑤分别与电阻R12和电容C2连接，第二管脚②与NPN型三极管Q2的集电极连接，第六管脚⑥和第七管脚⑦均与滑动变阻器RP2和电容C1连接。
电阻12接地，电容C2接地，电阻R12与电容C2为并联连接。电阻R10一端与+5V电源连接，另一端与NPN型三极管Q2的集电极连接。NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的基级与开关S连接。电阻R11、滑动变阻器RP2和电容C1为串联连接，电阻R11接+5V电源，电容C1接地。
如图3所示，比较输出模块包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、运算放大器U1C、运算放大器U1D、发光二极管D3、发光二极管D4、输出端Vo和+5V电源。
具体地，运算放大器U1C的同相输入端与电阻R16和电阻R15连接，运算放大器U1C的反相输入端与开关和运算放大器U1D的同相输入端连接，运算放大器U1C的输出端与R17和发光二极管D3连接，运算放大器U1D的反相输出端与电阻R13和电阻R14连接，所述第四运算放大器U1D的输出端与电阻R20和发光二极管D4连接，电阻R16和R15为串联连接，电阻R16接+5V电源，电阻R15接地，电阻R17和发光二极管D3为并联连接，电阻R17和电阻R18为串联连接，电阻R18接地，电阻R18和电阻R17之间引出输出端Vo的一端，电阻R14和电阻R13为串联连接，电阻R13接地，电阻R14接+5V电源，所述电阻R20和发光二极管D4为并联连接，电阻R20和电阻R19为串联连接，电阻R19接地，电阻R19和R20之间引出输出端Vo的另一端，发光二极管D3和发光二极管D4共地。
示例地，NPN型三极管的具体型号为8050，各个运算放大器的具体型号为LM324。
本发明的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置的工作方法包含：安装准备工作和实际工作两部分。
(一)在安装准备工作中，首先向压力传感器PS施加最低触发压力，调整滑动变阻器RP1的阻值，使得在触发压力下能够触发后续输出电路，使得在触发压力下能够让NPN型三极管Q1导通，发光二极管D1发光，通过按下开关S以选择开启电压保持延时功能，调整滑动变阻器RP2的阻值可以调整延时时间，调整好滑动变阻器RP1的阻值后即可撤去外加压力，并且将压力传感器PS安装到合适的位置。
(二)在实际工作时，当外加压力达到设定的触发压力时，会使得NPN型三极管Q1导通，触发后续电路(该后续电路包含后置放大电路、信号整形模块和比较输出模块)，经过放大、整形后控制输出端Vo输出的电压反转，进而控制电致变色器件8变色。若外加压力一直保持在触发压力以上，则输出端Vo输出的电压会一直保持反转状态；若外加压力恢复到触发压力以下时，输出的电压会回到初始状态，相应的电致变色器件8也会变回初始的颜色。
所以，当按下开关S时，若外加压力在达到触发压力后恢复到触发压力以下，输出的电压会保持一段时间再恢复到初始状态，相应的电致变色器件8也会保持一段时间再次变回初始的颜色。
图4所示为本发明制备的压力传感器的电阻相对变化率随压力变化的曲线示意图，图4中的横坐标为外加压力P(单位：kpa)，纵坐标为压力传感器的电阻相对变化率(ΔR/R0)。如图4所示，随着外加压力的增大，压力传感器的电阻相对变化率也随之增大，在100kpa-140kpa之间增长尤为明显，表明本发明制备的压力传感器对高压的变化更为灵敏，具备良好的高压变化响应能力。
本发明的过压警示装置的压力传感器PS的制备方法具体如下：
(1)首先在5cm*5cm的玻璃上粘合一层乳胶膜。
(2)将粘合有乳胶膜的玻璃放置在匀胶机上并用滴管吸取前驱体浆料进行涂抹，涂抹均匀后放置72个小时。优选地，匀胶机的转速为1000转/分钟。
(3)待前驱体浆料干燥成膜后撕下，再将干燥后的乳胶膜剪成条状。
(4)用双面胶将条状乳胶膜的两端粘接到PVC板上，并在两端用铜线引出，最后用PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷，也称为107硅橡胶)进行封装。
示例地，上述压力传感器PS的制备过程中的前驱体浆料的制备方法具体为：
a、PDMS、炭黑、氧化锌按质量比100：8：1分别量取3g、0.24g、0.03g，将氧化锌和30ml溶剂(正己烷)均加入到同一烧杯。
b、将该烧杯密封超声20分钟，然后在该烧杯中加入炭黑，继续超声30分钟，超声完成后即得到超声前驱体浆料。
c、将PDMS加入该超声前驱体浆料，进行磁力搅拌10小时，按PDMS：固化剂为10：1的比例来量取适量的固化剂加入到浆料中，快速搅拌均匀，准备涂膜。
其中，上述的氧化锌采用低温水溶液法进行制备，具体为：
a1、按摩尔比1：1量取二水乙酸锌和六亚甲基四胺各385mg和245mg，然后将二水乙酸锌和六亚甲基四胺混合并溶于25ml去离子水中，超声20分钟制成前驱体液，且制备6份该前驱体液制备。
a2、将前驱体液转入到50ml容量的聚四氟乙烯内衬高压水热反应釜中，并将该反应釜在95摄氏度下在箱式炉中恒温反应3小时。
a3、反应完毕后，将反应釜自然冷却至室温，然后取出反应釜中的样品并分别用去离子水和无水乙醇将该样品离心洗涤2次以去除其中的杂质离子，则得到白色沉淀物。
a4、将得到的白色沉淀物在60摄氏度的干燥箱中干燥6小时，干燥后用研钵将该白色沉淀物充分研磨后，即得到了纯氧化锌纳米棒，放入密封瓶保存。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，包含：
控制电路，其设有压力传感器(PS)、第一滑动变阻器(RP1)、电压表(V)、第一NPN型三极管(Q1)、第二滑动变阻器(RP2)和开关(S)；
信号输入线(2)，其从所述压力传感器(PS)的两端引出；
触发压力调整旋钮(3)，其与所述第一滑动变阻器(RP1)连接；
电压显示区(4)，其与所述电压表(V)连接，用以显示所述第一NPN型三极管(Q1)的基级电压；
延时调整旋钮(5)，其与所述第二滑动变阻器(RP2)连接，用以调整触发后的电压保持时间；
延时触发开关(6)，其与开关(S)连接；
输出线(7)，其为控制电路输出端(Vo)的引出；
电致变色器件(8)，其分别与所述输出线(7)的两端连接；
所述控制电路包含若干个电源和依次连接的信号放大模块、信号整形模块、延时电路模块、比较输出模块；
各个电源分别对应地给所述信号放大模块、所述信号整形模块、所述延时电路模块和所述比较输出模块供电；
所述信号放大模块将输入的信号放大后经过所述信号整形模块，并输出到所述延时电路模块，再通过所述比较输出模块进行输出；
所述信号放大模块设有前置放大电路和后置放大电路；
所述前置放大电路设有信号输入电路与信号放大电路；
所述压力传感器(PS)、所述第一滑动变阻器(RP1)和所述电压表(V)设置在所述信号输入电路中，所述信号输入电路还包括：信号输入电路电源、第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；所述第一电阻(R1)、所述压力传感器(PS)、所述第一滑动变阻器(RP1)和所述第二电阻(R2)为串联连接，所述电压表(V)并联在所述压力传感器(PS)和所述第二电阻(R2)的两端；
所述第一NPN型三极管(Q1)设置在所述信号放大电路中；所述信号放大电路还包括：接地的第三电阻(R3)、第一发光二极管(D1)和信号放大电路电源；所述第一电阻(R1)与所述压力传感器(PS)之间引出信号输入端连入所述第一NPN型三极管(Q1)的基级，所述第一NPN型三极管(Q1)的发射极与所述第三电阻(R3)连接，所述第一NPN型三极管(Q1)的集电极分别与所述第一发光二极管(D1)和所述信号放大电路电源连接；
所述后置放大电路包括：第一运算放大器(U1A)、第五电阻(R5)、接地的第四电阻(R4)和接地的第二发光二极管(D2)；所述第一运算放大器(U1A)的同相输入端与所述第一NPN型三极管(Q1)的发射极连接，所述第一运算放大器(U1A)的反相输入端与所述第四电阻(R4)和所述第五电阻(R5)连接，所述第四电阻(R4)与所述第五电阻(R5)并联，所述第五电阻(R5)与第二发光二极管(D2)连接；
所述信号整形模块包括：信号整形电源、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第二运算放大器(U1B)和接地的第八电阻(R8)；
所述第七电阻(R7)与所述信号整形电源连接，所述第八电阻(R8)与所述第七电阻(R7)串联；
所述第二运算放大器(U1B)的同相输入端通过所述第六电阻(R6)与所述第一运算放大器(U1A)的输出端连接，所述第二运算放大器(U1B)的反相输入端连接在所述第七电阻(R7)与所述第八电阻(R8)之间，所述第二运算放大器(U1B)的输出端通过第九电阻(R9)连接到所述开关(S)。
2.如权利要求1所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，
所述第二滑动变阻器(RP2)和所述开关(S)设置在所述延时电路模块中；所述延时电路模块还包括：延时电路电源、555定时器(U2)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第二NPN型三极管(Q2)、接地的第十二电阻(R12)、接地的第一电容(C1)和接地的第二电容(C2)；
所述第十一电阻(R11)与所述延时电路电源连接，所述第十一电阻(R11)、所述第二滑动变阻器(RP2)和所述第一电容(C1)串联；
所述第二电容(C2)与所述第十二电阻(R12)并联；
所述555定时器(U2)设有八个管脚；所述555定时器(U2)的第四管脚和第八管脚与所述延时电路电源连接，第一管脚接地，第三管脚与所述开关(S)连接，第五管脚与所述第十二电阻(R12)和所述第二电容(C2)连接，第二管脚与所述第二NPN型三极管(Q2)的集电极连接，第六管脚和第七管脚均与所述第二滑动变阻器(RP2)和所述第一电容(C1)连接；
所述第十电阻(R10)一端与所述延时电路电源连接，另一端与所述第二NPN型三极管(Q2)的集电极连接；所述第二NPN型三极管(Q2)的发射极接地，所述第二NPN型三极管(Q2)的基级与所述开关(S)连接。
3.如权利要求1所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，
所述比较输出模块包括：比较输出电源、接地的第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、接地的第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、接地的第十八电阻(R18)、接地的第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)、第三运算放大器(U1C)、第四运算放大器(U1D)、第三发光二极管(D3)、第四发光二极管(D4)和控制电路输出端(Vo)；
所述第三发光二极管(D3)和所述第四发光二极管(D4)共地；
所述第三运算放大器(U1C)的同相输入端与所述第十六电阻(R16)和所述第十五电阻(R15)连接，所述第三运算放大器(U1C)反相输入端与所述开关(S)和所述第四运算放大器(U1D)的同相输入端连接，所述第三运算放大器(U1C)的输出端与所述第十七电阻(R17)和所述第三发光二极管(D3)连接，所述第三发光二极管(D3)与所述第十七电阻(R17)并联；
所述第四运算放大器(U1D)的反相输出端与所述第十三电阻(R13)和所述第十四电阻(R14)连接，所述第四运算放大器(U1D)的输出端与所述第二十电阻(R20)和所述第四发光二极管(D4)连接，所述第四发光二极管(D4)与所述第二十电阻(R20)并联；
所述第十六电阻(R16)与所述比较输出电源连接，所述第十六电阻(R16)与所述第十五电阻(R15)串联；所述第十四电阻(R14)与所述比较输出电源连接，所述第十四电阻(R14)与所述第十三电阻(R13)串联，所述第二十电阻(R20)与所述第十九电阻(R19)串联，所述第十八电阻(R18)与所述第十七电阻(R17)串联；
所述第十八电阻(R18)和所述第十七电阻(R17)之间引出控制电路输出端(Vo)的一端，所述第十九电阻(R19)和所述第二十电阻(R20)之间引出所述控制电路输出端(Vo)的另一端。
4.如权利要求1所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，
所述压力传感器(PS)的制备方法包含：
S1、在玻璃上粘合乳胶膜；
S2、将粘合有乳胶膜的玻璃放置在匀胶机上并吸取前驱体浆料对玻璃进行涂抹，涂抹均匀后进行放置；
S3、待所述前驱体浆料干燥成膜后撕下，再将干燥后的乳胶膜进行裁剪；
S4、将裁剪后的若干条乳胶膜的两端粘接到PVC板上，并在乳胶膜的两端分别用铜线引出，并采用PDMS进行封装。
5.如权利要求4所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，
所述前驱体浆料的制备方法包含：
S21、将PDMS、炭黑、氧化锌按一定的质量分别进行量取，并将氧化锌和一定体积的溶剂加入到同一烧杯中；
S22、将烧杯进行密封超声，再在该烧杯中加入炭黑并继续超声，超声完成后得到超声前驱体浆料；
S23、将PDMS加入所述超声前驱体浆料并进行磁力搅拌，再将PDMS和固化剂按照一定比例进行量取适量的固化剂加入到所述超声前驱体浆料中，再搅拌均匀，准备涂膜。
6.如权利要求5所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置，其特征在于，
所述氧化锌采用的低温水溶液制备法包含：
a1、量取二水乙酸锌和六亚甲基四胺后，将二水乙酸锌和六亚甲基四胺混合并溶于去离子水中，进行超声后得到若干份前驱体液；
a2、将所述前驱体液转入到聚四氟乙烯内衬高压水热反应釜中，将所述反应釜在一定温度下在箱式炉中进行恒温反应；
a3、恒温反应完毕后，将所述反应釜自然冷却至室温，再取出反应釜中的样品并分别用去离子水和无水乙醇将该样品进行离心洗涤以去除杂质离子，得到白色沉淀物；
a4、将所述白色沉淀物在干燥箱中干燥，将干燥后的白色沉淀物充分研磨得到纯氧化锌纳米棒，放入密封瓶保存。
7.一种采用如权利要求1-6任意一项所述的基于压力传感器与电致变色器件的过压警示装置的工作方法，其特征在于，该方法包含：
安装准备过程：对压力传感器(PS)施加最低触发压力，调整第一滑动变阻器(RP1)的阻值，使得在触发压力下触发输出电路；通过按下开关(S)以选择开启电压保持延时功能，调整第二滑动变阻器(RP2)的阻值以调整延时时间，调整好所述第一滑动变阻器(RP1)的阻值后撤去外加压力，并将所述压力传感器(PS)安装到适配位置；
实际工作过程：当所述外加压力达到设定触发压力时，第一NPN型三极管(Q1)导通，触发后续电路，经过放大、整形后使控制电路输出端(Vo)输出的电压反转，控制电致变色器件(8)变色；其中，若外加压力一直保持在触发压力以上，输出的电压一直保持反转状态；若外加压力恢复至触发压力以下时，输出的电压回到初始状态，所述电致变色器件(8)变回至初始颜色。
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