CN110440996A - 一种浸液探测器、制造方法及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种浸液探测器、制造方法及其工作方法，属于探测器技术领域。解决了现有探测器刚性结构体，尺寸大、不柔软、不灵敏、可靠性低的问题。技术要点：金属检测电极利用金属沉积制备于聚酰亚胺基底上，金属检测电极与相应的外引接线连接，表面易溶性盐微粒涂覆在聚酰亚胺基底和金属检测电极的表面，制造工步：聚酰亚胺薄膜清洗‑沉积金属‑光刻掩膜‑湿法腐蚀‑去光刻胶‑浸渍盐溶液‑烘干‑划片分割‑粘接引线。工作方法将一种浸液探测器贴于管道、压力锅炉、或内裤上，液体接触到探测器表面，溶解涂覆在聚酰亚胺基底和金属检测电极表面的易溶性盐微粒，形成电导液，使金属检测电极间的电阻降低，通过检测电阻信号反映检测信号。本发明用于浸液探测。

Description

一种浸液探测器、制造方法及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种探测器、制造方法及其工作方法，具体涉及一种浸液探测器、制造方法及其工作方法，属于探测器技术领域。

背景技术

目前，检测浸液的方法有光电式液体传感器、金属导线电极检测器、高分子湿度探测器、电解质湿度探测器、陶瓷湿度探测器等。但由于探测器安装结构、反应灵敏度、可靠性等问题，上述探测器大多是刚性结构体，有些环境无法应用，如检测病人失禁、管道裂缝渗漏、液压锅炉渗漏等，需要探测器结构体具有柔性特点，同时兼顾放入人体衣服内舒适度等问题，上述应用需求，需要一种具有柔性特点的浸液探测器。

例如，申请号CN201910237188.4,涉及一种三电极体系，包括：工作电极以及工作电极导电区表面的导电层、参比电极以及参比电极导电区表面的导电层、对电极以及对电极导电区表面的导电层；所述导电层为碳浆油墨和银浆油墨的混合物。其属于金属导线电极探测器。

申请号CN201720187189.9，涉及一种光电式液体检测装置，包括：反射板、立方体腔体、透光窗、压板和PCB板。其中，立方体上、下两端分别设有液体进、出口，所述液体进、出口位置分别设有引流导管。立方体两侧相对位置分别设置反射孔和透光孔。所述反射板设置在腔体开有反射孔的一侧。所述透光孔上嵌有透光窗，所述PCB板设置在腔体开有透光孔的一侧。所述反射板和反射孔之间以及透光窗和透光孔之间还设有密封片；所述密封片分别环绕反射孔和透光孔边缘。所述压板设置在透光窗与PCB板之间。其属于光电式液体传感器。

申请号CN201520485616.2，涉及一种温湿度探测器，包括透气的壳体和安装在壳体内腔中的传感器电路，传感器电路包括电路板，电路板包括PCB板和固定在PCB板上的温湿度传感器芯片；温湿度传感器芯片的外表面覆盖高分子选择性透气薄膜，PCB板及PCB板上其他电路元器件的外表面覆盖环氧树脂耐蚀涂层。其属于高分子湿度探测器。

申请号CN201811366834.9，涉及一种一种半导体湿度传感器，设置在基底上的传感器单元与电致变色单元，所述传感器单元包括依次设置于所述基底上的栅极、栅氧化层、半导体层、设置于所述半导体层上相对两侧的源极与漏极，所述源极分别与所述电致变色单元的第一电极和开关的一端相连，所述漏极与电源线相连，所述开关的另一端与电源的一端相连，所述电源的另一端与所述电致变色单元的第二电极分别与地线相连，所述传感器单元将湿度信息转化为电信号，所述电致变色单元接收所述电信号并通过颜色变化显示所述湿度信息。所述电致变色单元包括自下而上依次设置在所述基底上的第一电极、离子存储层、电解质层、电致变色层、第二电极。其属于电解质湿度探测器。

申请号CN201210369332.8，涉及一种多孔陶瓷氧化铝型湿度传感器，该湿度传感器包括高纯铝片、多孔Al2O3陶瓷膜、导电极及铜导线；所述高纯铝片作为中间层，铝片的外表面覆有多孔Al2O3陶瓷膜，多孔Al2O3陶瓷膜的上下两个表面分别镀有导电薄膜作为导电极，铜导线通过银浆与导电极连接；所述多孔Al2O3陶瓷膜为感湿介质层。其属于陶瓷湿度探测器。

上述专利申请记载的探测器，共同点是：均为刚性结构体，无法应用于检测病人失禁、管道裂缝渗漏、液压锅炉渗漏等。在浸液检测的实际需求中，常常需要探测器具有超薄性和柔软性，同时兼顾高灵敏和高可靠性。就目前市场上实用化浸液探测器来说，难以实现这样的功能，用于浸液信息检测用的超薄型，同时具有柔软性，高灵敏和高可靠性的浸液探测器的科研成果还未见到。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明针对上述问题；提供了一种浸液探测器、制造方法及其工作方法，具有柔性，适用于检测病人失禁、管道裂缝渗漏、液压锅炉渗漏，同时兼顾放入人体衣服内的舒适度问题，解决了现有探测器刚性结构体，尺寸大、不柔软、不灵敏、可靠性低的问题。

方案一：本发明提供了一种浸液探测器，具体包括：聚酰亚胺基底，表面易溶性盐微粒，冗余金属检测电极，以及与金属检测电极数量相一致的外引接线，金属检测电极利用金属沉积技术制备于聚酰亚胺基底之上，金属检测电极与相应的外引接线连接，表面易溶性盐微粒涂覆在聚酰亚胺基底和金属检测电极的表面。

进一步地：所述聚酰亚胺基底的厚度为10微米。

进一步地：所述聚酰亚胺基底替换为塑料膜基底、树脂膜基底、纸质基底或布质基底。

进一步地：所述金属检测电极为铜、铝、镍、钢、钼、钨、银、金、铂、钯或合金材料。

进一步地：所述金属检测电极冗余设计为公用电极型的三电极结构、或为四电极结构，外引接线同侧或异侧连接。

进一步地：所述易溶性盐微粒为可溶性无机金属盐类或导电的有机酸、脂有机盐类。

进一步地：所述可溶性无机金属盐类具体为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸铜或硫酸铁。

方案二：本发明提供了一种浸液探测器的制造方法，具体包括以下九个工步：聚酰亚胺薄膜清洗-沉积金属-光刻掩膜-湿法腐蚀-去光刻胶-浸渍盐溶液-烘干-划片分割-粘接引线。

采用本发明的方案二所述的一种浸液探测器的制造方法制得方案一所述的一种浸液探测器。

方案三：本发明提供了一种浸液探测器的工作方法，具体为：将一种浸液探测器贴于管道、压力锅炉、或内裤上，管道渗漏产生的微量液体、压力锅炉渗漏产生的微量液体、或失禁产生的液体，接触到探测器表面，溶解涂覆在聚酰亚胺基底和金属检测电极表面的易溶性盐微粒，形成电导液，使金属检测电极间的电阻降低，通过检测电阻信号反映检测信号。

本发明的方案三所述的一种浸液探测器的工作方法是基于方案一及方案二实现的。

有益效果：

本发明的探测器具有超薄性和柔软性，同时兼顾高灵敏和高可靠性。就目前市场上实用化浸液探测器来说，难以实现这样的功能，用于浸液信息检测用的超薄型，同时具有柔软性，高灵敏和高可靠性的浸液探测器的科研成果还未见到。

利用超薄聚酰亚胺基体制作的探测器具有柔软及超薄的特点，利用金属沉积技术在基体上制造冗余的检测电极，用易溶性盐微粒修饰电极及电极间聚酰亚胺，增强检测电极的敏感度。用本发明的浸液探测器可以管道液体为渗漏检测、实现病人的失禁信息检测，检测灵敏度较高，可靠性好，柔韧性和舒适性强等优点。

本发明的浸液探测器的整体厚度最小可达20微米，具有柔软及超薄的特点，垫于人体之下无异物感，可应用于婴儿、老人及有病人群的失禁检测。采用冗余设计方法，有效提高检测电极的使用寿命和可靠性，采用易溶性盐微粒修饰电极可有效增强检测电极的敏感度。

附图说明

图1是矩形结构的三电极浸液探测器示意图；

图2是椭圆形结构的三电极浸液探测器示意图；

图3是矩形结构的四电极浸液探测器示意图；

图4是梯形结构的四电极浸液探测器示意图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

实施例1：参见图1和图2，本实施例1的一种浸液探测器，包括：聚酰亚胺基底1，表面易溶性盐微粒4，三个金属检测电极，以及与金属检测电极数量相一致的外引接线，金属检测电极利用金属沉积技术制备于聚酰亚胺基底1之上，金属检测电极与相应的外引接线连接，表面易溶性盐微粒4涂覆在聚酰亚胺基底1和金属检测电极的表面；所述金属检测电极具体包括金属检测电极I2、金属检测电极II3、金属检测电极III5，外引接线具体包括外引接线I6、外引接线II 7、外引接线III 8，金属检测电极I2连接外引接线I6，金属检测电极II3连接外引接线II 7，金属检测电极III5连接外引接线III 8，表面易溶性盐微粒4涂覆在聚酰亚胺基底1和金属检测电极I2、金属检测电极II3、金属检测电极III5的表面。

实施例2：参见图3和图4，本实施例2与实施例1的不同在于，其包括四个金属检测电极及四个外引接线。

实施例3：本实施例3的一种浸液探测器的制造方法，具体包括以下九个工步：聚酰亚胺薄膜清洗-沉积金属-光刻掩膜-湿法腐蚀-去光刻胶-浸渍盐溶液-烘干-划片分割-粘接引线；

聚酰亚胺薄膜清洗，采用酒精或丙酮对聚酰亚胺薄膜进行清洗；

沉积金属，利用金属沉积技术将金属检测电极制备于聚酰亚胺基底1之上，金属沉积技术为溅射、等离子沉积、真空蒸镀或电子束蒸发；

光刻掩膜，光刻胶层的材料为负光阻材料，胶层厚度为100纳米～300纳米；

湿法腐蚀，采用半导体工艺专用的金属刻蚀剂作为湿法腐蚀溶液；

去光刻胶，采用负性胶专用去膜剂，溶解去除光刻胶

浸渍盐溶液，利用1％～20％的氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸铜或硫酸铁盐溶液浸渍探测器芯片；

烘干，盐溶液浸渍的芯片在烘箱中烘干，烘干温度50～160℃之间；

划片分割，采用切片机或激光切割机将圆片级芯片分割成独立芯片；

粘接引线，利用锡焊工艺或点焊工艺焊接引线，形成浸液探测器。

采用本实施例所述的一种浸液探测器的制造方法制得实施例1或2所述的一种浸液探测器，划片分割为矩形、椭圆形或梯形贴片。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种浸液探测器，其特征在于：包括聚酰亚胺基底(1)，表面易溶性盐微粒(4)，冗余金属检测电极，以及与金属检测电极数量相一致的外引接线，金属检测电极利用金属沉积技术制备于聚酰亚胺基底(1)之上，金属检测电极与相应的外引接线连接，表面易溶性盐微粒(4)涂覆在聚酰亚胺基底(1)和金属检测电极的表面。

2.根据权利要求1所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述聚酰亚胺基底(1)的厚度为10微米。

3.根据权利要求2所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述聚酰亚胺基底(1)替换为塑料膜基底、树脂膜基底、纸质基底或布质基底。

4.根据权利要求1所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述金属检测电极为铜、铝、镍、钢、钼、钨、银、金、铂、钯或合金材料。

5.根据权利要求1所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述金属检测电极冗余设计为公用电极型的三电极结构、或为四电极结构，外引接线同侧或异侧连接。

6.根据权利要求1所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述易溶性盐微粒(4)为可溶性无机金属盐类或导电的有机酸、脂有机盐类。

7.根据权利要求6所述的一种浸液探测器，其特征在于：所述可溶性无机金属盐类具体为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸铜或硫酸铁。

8.一种浸液探测器的制造方法，其特征在于：具体包括以下九个工步：聚酰亚胺薄膜清洗-沉积金属-光刻掩膜-湿法腐蚀-去光刻胶-浸渍盐溶液-烘干-划片分割-粘接引线。

9.一种浸液探测器的工作方法，其特征在于：具体为：将一种浸液探测器贴于管道、压力锅炉、或内裤上，管道渗漏产生的微量液体、压力锅炉渗漏产生的微量液体、或失禁产生的液体，接触到探测器表面，溶解涂覆在聚酰亚胺基底和金属检测电极表面的易溶性盐微粒，形成电导液，使金属检测电极间的电阻降低，通过检测电阻信号反映检测信号。