基于一维纳米材料的双层微波湿度传感研究

微波湿度检测方案在传感技术的推进下逐渐形成并得到全面发展,现阶段的研究主要从微波器件的结构设计展开,而忽视了对应的湿敏材料制备及优化.一维纳米材料因其高比表面积和孔隙率,是有助于提高检测灵敏度的优选敏感材料.本文设计了一款基于新型分裂环谐振器的双层微波传感器,利用高压静电纺丝技术制备了聚丙烯腈一维纳米材料,将该湿敏材料置于器件强电场聚集区域,在10％RH～90％RH湿度范围内实现了0.05 dB/％RH(基于插入损耗)、0.15°/％RH(基于相位)的检测灵敏度、1.63％RH(基于插入损耗)、3.56％RH(基于相位)的湿滞,在稳定性检测中实现了最大误差0.21％RH.结果表明除微波检测电极设计,湿敏材料的制备工艺也显著影响了微波湿度传感器的检测特性.