新型感濕材料與傳感技術(shù)在光伏電站基建工程中的應(yīng)用

中圖分類號：TQ323.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1001-5922（2025）07-0095-04

Abstract：A new type of humidity sensor was fabricated using a composite film of nano titanium dioxide （ TiO₂ ）and polyimide（PI）as a moisture sensing material，and asmart construction sitesystembasedon photovoltaic power station infrastructure project was developed based on the sensor.The test first optimized the performance of the humidity sensor，and then studiedthe function and performance of the built system.The results showed that the wet and dry sensors had the best performance when the nano-TiO mass fraction was 6% and the PI/TiO₂ composite film thick ness was 50μm .Atthis time，the sensitivity of the humidity sensor was 13.25pF ，therelative humiditywas 1.59% ，and the moisture absorption response time and dehumidification response time were 73 and 84 s，respectively.The function and performance of the smart construction site system based on the photovoltaic power station infrastructure project developed on the basis of this sensor meet the expected requirements，andcan become an important tool for the scientific management of the photovoltaic power station infrastructure project.

Key words：humidity sensors;moisture sensitive materials;photovoltaic power plants;smart construction site system

傳感器是智慧化信息管理系統(tǒng)的重要組成部分，基于常規(guī)聚酰亞胺感濕材料的電容式濕度傳感器因其高穩(wěn)定性和高線性度成為了主流，但該傳感器靈敏度較低，限制了其應(yīng)用范圍。為提升傳感器靈敏度，部分學(xué)者也進(jìn)行了很多研究，如陳果通過在PI感濕薄膜上引入鉬（Mo）金屬層，制備了一種高靈敏度和重復(fù)性良好的濕度傳感器[1]。許詩瑤制備了一種高響應(yīng)特性的復(fù)合薄膜及比色濕度傳感器[2]。黃宜明設(shè)計(jì)并制備了一種叉指結(jié)構(gòu)電容式濕度傳感器，為濕敏薄膜材料配制和厚度優(yōu)化提供有益的參考[3]。以上學(xué)者的研究為PI感濕傳感器的優(yōu)化提供了參考。基于此，本試驗(yàn)以黃宜明論文為基礎(chǔ)，制作了一種新型 PVTi0₂ 復(fù)合膜感濕傳感器，以該傳感器為基礎(chǔ)，開發(fā)了基于光伏電站基建工程的智慧工地系統(tǒng)，為新型傳感器的應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：氫氧化鈉（AR，盛福澤化工）;乙醇（AR，科隆化工）；均苯四甲酸二酐（PMDA）（AR，鑫全化工科技）；二甲基乙酰胺（DMAc）（AR，誠意佳化工科技）；納米二氧化鈦（CP）（起晉新材料科技）；二氨基二苯醚（ODA）（AR，潤豐合成科技）。

主要設(shè)備：FRQ-908HT型超聲清洗機(jī)（法蘭特超聲波科技）；JCPS400型磁控濺射設(shè)備（泰科諾科技）；OS-15S型磁力攪拌機(jī)（捷呈實(shí)驗(yàn)儀器）;YZH2-90型程控式烘箱（銀邦節(jié)能電熱設(shè)備）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1叉指電容結(jié)構(gòu)制備

提前使用氫氧化鈉溶液和乙醇溶液對玻璃襯底進(jìn)行浸泡，經(jīng)過純水超聲清洗后，氮?dú)獯蹈伞Ｔ诖趴貫R射設(shè)備中激射一層厚度為 6nm 的Ti，在激射一層厚度為 18nm 的Pt，得到叉指電容單元。……