本實用新型涉及溫度測量技術領域,具體涉及一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置。
背景技術:
溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。目前溫度傳感器按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱敏電阻、熱電偶、紅外輻射光電儀等。但是這些傳感器的靈敏度還有待提高,并且它們的本征噪聲較高造成信噪比不高,不同測量范圍溫度漂移和零件漂移,或者測量前需要一定預熱穩定時間,有的使用過程中功耗也不低,而且受使用環境限制等。
有鑒于此,本實用新型利用石墨烯本征的優異導電和導熱導熱性能來開發一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置,使石墨烯對溫度實時高靈敏度響應來解決現有技術中本征噪聲較高和測量靈敏度不夠快速、測量前需要時間預熱等缺陷,提出一種即時快速高效的溫度傳感器的裝置。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置。
為達到上述發明目的,本實用新型采用的技術方案是:一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置,包括固定底座、支撐裝置、保護罩、石墨烯懸梁、信號處理裝置和顯示裝置,
所述支撐裝置包括一對帶有電極的支撐柱,所述石墨烯懸梁的首尾端均與支撐柱連接,所述支撐柱設于所述固定底座上,
所述固定底座內還設有數量與支撐柱相同的電極引線,
所述電極引線的一端與支撐柱連接,所述電極引線的另一端與信號處理裝置連接,
所述信號處理裝置與顯示裝置連接,
所述保護罩罩設與所述固定底座上,使得支撐裝置、石墨烯懸梁結構均位于保護罩內。
優選地,所述保護罩為帶網孔的保護罩殼,所述保護罩的材質為塑料或金屬,如ABS塑料或不銹鋼等,只要有一定結構強度起保護作用。
進一步技術方案中,所述保護罩殼設有網孔,網孔大小或范圍可以根據過濾環境中異物顆粒和石墨烯感溫區面積大小而定,便于與測量環境實現空氣流通接觸,網孔直徑范圍為96~109um。
進一步技術方案中,所述網孔直徑為106um。
優選地,所述保護罩呈保護罩呈方形或半球形或橢圓形或其他不規則形狀結構都可以。
優選地,所述信號處理裝置為信號處理單元,可以是通用信號處理單元,也可以是非標定制信號處理單元。
優選地,所述固定底座上設有形狀和大小與所述支撐柱形狀和大小相配合的連接結構,達到使支撐柱可以穩固的設于固定底座上。
優選地,支撐柱呈柱形結構或矩形結構或錐形結構或臺階結構。
優選地,顯示裝置為彩色顯示屏或黑白屏或數碼管或OLED屏,只要能提供溫度數值顯示都可以。
進一步技術方案中,所述連接結構為凹陷部,所述支撐柱卡設于凹陷部內。
由于上述技術方案運用,本實用新型與現有技術相比具有下列優點:
1. 本實用新型利用石墨烯本征的優異導電和導熱導熱性能來開發一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置,使石墨烯對溫度實時高靈敏度響應;
2. 本實用新型測量不需要一定時間預熱穩定,達到即時快速高效的溫度測量;
3. 本實用新型這種懸膜結構和帶網罩設計利于環境中空氣溫度測量,屬于一種非接觸測量,可以耐高溫和低溫,有很大溫度測量范圍。
附圖說明
圖1是實施例一中本實用新型的結構示意圖。
其中:1、固定底座;2、支撐裝置;3、保護罩;4、石墨烯懸梁;5、信號處理裝置;6、顯示裝置;7、電極引線。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
實施例一:
參見圖1所示,一種石墨烯懸梁結構溫度測量裝置,包括固定底座、支撐裝置、保護罩、石墨烯懸梁、信號處理裝置和顯示裝置,
支撐裝置包括一對帶有電極的支撐柱,石墨烯懸梁的首尾端均與支撐柱連接,所述支撐柱設于所述固定底座上,
固定底座內還設有數量與支撐柱相同的電極引線,即一根電極引線對應一個支撐柱,
電極引線的一端與支撐柱連接,所述電極引線的另一端與信號處理裝置連接,
信號處理裝置與顯示裝置連接,
保護罩罩設與所述固定底座上,使得支撐裝置、石墨烯懸梁結構均位于保護罩內。
本實施例中,保護罩設有網孔,其材質可以是塑料或金屬都可以,網孔大小或范圍可以根據過濾環境中異物顆粒和石墨烯感溫區面積大小而定。網孔直徑范圍為96~109um。
優選地,本實施例中,所述網孔直徑為106um。
本實施例中,保護罩可以是方形或半球形或橢圓形或其他不規則形狀結構都可以,只要有一定結構強度起保護作用。
本實施例中,信號處理裝置為信號處理單元,可以是通用信號處理單元,也可以是非標定制信號處理單元。
本實施例中,固定底座上設有形狀和大小與所述支撐柱形狀和大小相配合的結構設計,達到使支撐柱可以穩固的設于固定底座上。
本實施例中,支撐柱呈柱形結構或矩形結構或錐形結構或臺階形狀都可以。
本實施例中,顯示裝置為彩色顯示屏或黑白屏或數碼管或OLED屏等只要能提供溫度數值顯示都可以。
本實用新型的原理如下:石墨烯材料本身具有十分優異的導電和導熱等靈敏特性,即石墨烯對溫度實時高靈敏度響應來而提出一種即時快速高效的溫度傳感器的裝置。利用設計一種外部一個保護鋼網罩殼,內部為一種對被測量環境溫度的十分敏感的響應的石墨烯懸梁結構,結合此懸絲兩端支撐柱上電極來對石墨烯懸梁在被測環境中溫度引起電阻變化從而產生電信號,再通過信號分析處理電路來轉換并輸出到顯示屏數字顯示被測量環境溫度的裝置。
本實用新型的工作方案如下:
1)在平整襯底側面上在圖形化兩個電極支撐柱圖形;
2)在平整襯底正面上制備石墨烯懸梁圖形:可采用噴涂或絲印或CVD等方法借助掩膜板遮蓋在平整襯底上成膜需要圖形并固化,再用蝕刻方法把襯底上不需要區域用蝕刻方法或激光或機械加工等方法去除 ;
3)把帶電極支撐柱和石墨烯懸梁固定在帶電極引線的固定底座上;
4)把保護鋼網罩殼固定在底座上,保護鋼網有網孔,與周圍環境可以空氣熱量連通并保護內部結構;
5)對底座上兩個電極對應引線與信號處理單元連接;
6)信號處理單元與顯示溫度顯示屏連接。