CN114303057B - 用于检测有机液体的耐用传感器 - Google Patents

Abstract

提供了一种有机液体传感器，其被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号。传感器包括电路板、沉积在电路板上的传感器膜，传感器膜包括第一段、第二段和桥接部，第一段和第二段由间隙电分离，且桥接部电耦合到第一段和第二段。电路板被配置为检测传感器膜的电阻。

Description

用于检测有机液体的耐用传感器

相关申请的交叉引用

本申请基于2019年9月4日提交的美国临时专利申请No.62/895,790和2019年8月27日提交的美国临时专利申请No.62/892,441、要求其权益并要求其优先权，出于所有目的，在此通过引用将其整体并入本文。

背景技术

某些传感器可以用于在存在其他物质的情况下检测有机液体。例如，某些传感器可以用于在存在水的情况下检测碳氢化合物和/或油，诸如漂浮在水上、散布在平坦表面上或收集在集液槽中的碳氢化合物燃料之类。这种传感器还可以用于通过检测潜在泄漏来提高用于备用电力的柴油发电机的安全性。传感器可以出于同样的目的用于检测储油罐附近的泄漏，这些储油罐用于商业建筑中的燃油锅炉或其他加热相关的装备。传感器还可以用于在一定温度范围内以及在没有水的干燥条件下检测碳氢化合物和/或油。

重要的是，传感器不因为传感器可以被放置成与集液槽中的水接触或被放置在室外(例如，并且受到雨水的影响)就响应于水。传感器可以被配置为通过在存在碳氢化合物和/或油的情况下改变诸如传感器的电阻之类的电特性的值来检测潜在的碳氢化合物和/或油。无论是单独的水还是除碳氢化合物和/或油之外还有的水，都不应该对被检测的电特性有显著影响。

此外，传感器可能由与水的大量接触而被腐蚀或以其他方式被损坏。一旦被腐蚀，传感器可能就无法在最初指定的温度范围和/或潮湿和干燥条件下正常运转。

发明内容

本发明解决了对被配置为在一温度范围内在潮湿和干燥条件下检测碳氢化合物和/或油，同时提供比先前的传感器更好的抗腐蚀和/或磨损的保护的传感器的需求。

在一些实施例中，提供了一种有机液体传感器，该有机液体传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号。传感器包括电路板和沉积在电路板上的传感器膜。传感器膜包括第一段、第二段和桥接部。第一段和第二段被间隙电分离，并且桥接部电耦合到第一段和第二段。此外，电路板被配置为检测传感器膜的电阻。

在一些实施例中，提供了一种有机液体监测系统。该系统包括控制器和有机液体传感器。控制器包括存储器和处理器。有机液体传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号并且包括电路板。电路板被配置为检测沉积在电路板上的传感器膜的电阻。传感器膜包括第一段、第二段和桥接部，其中第一段和第二段被间隙电分离，并且桥接部电耦合到第一段和第二段。此外，控制器被耦合到有机液体传感器并被配置为接收与一种或多种有机液体的存在相对应的信号。

在一些实施例中，提供了一种有机液体传感器，该有机液体传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号。有机液体传感器包括电路板、包括第一端子和第二端子的电子监测电路、以及传感器膜。传感器膜被沉积在电路板上并且包括第一段、第二段和桥接部。第一端子电耦合到第一段，并且第二端子电耦合到第二段，其中第一端子、第一段、桥接部、第二段和第二端子串联电耦合而没有暴露的导电金属。

附图说明

图1示出了根据本发明的一些实施例的传感器的视图。

图2A示出了根据本发明的一些实施例的电路板示意图的顶视图。

图2B示出了根据本发明的一些实施例的图2A的电路板示意图的底视图。

图3示出了根据本发明的一些实施例的有机液体传感器在腐蚀测试之后的部分顶视图。

图4示出了根据本发明的一些实施例的传感器组件的侧视图。

图5A示出了位于已充溢的罐的外部的图4的传感器组件。

图5B示出了位于被保持在罐中的液体的顶部附近的图4的传感器组件。

图5C示出了位于有泄漏的罐的外部的图4的传感器组件。

图5D示出了位于有目的地排放被保持在罐中的液体的罐的外部的图4的传感器组件。

图6示出了根据本发明的一些实施例的另一传感器的视图。

图7A示出了根据本发明的一些实施例的第一传感器类型的具有各种防霉剂浓度的传感器的电阻图。

图7B示出了根据本发明的一些实施例的第二传感器类型的具有各种防霉剂浓度的传感器的电阻图。

图8示出了根据本发明的一些实施例的监测系统的示意性视图。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的一些实施例的传感器100。如下面将详细描述的，传感器100可以包括各种电子部件，这些电子部件被配置为感测包括但不限于柴油燃料、汽油和/或喷气燃料的有机液体，并输出指示存在这种有机液体和/或有机液体的相对浓度的信号。如图1所示，传感器100可以包括诸如印刷电路板之类的电路板104，电子监测电路108，以及包括传感器膜112的感测部件110。

在一些实施例中，电子监测电路108可以包括一个或多个电阻器、电容器、运算放大器、二极管、诸如跳线之类的连接器和/或例如经由本领域已知的表面安装方法和/或通孔安装到电路板104的其他电气部件。电子监测电路108可以被配置为从外部源接收电力和/或经由一个或多个连接器输出指示传感器100上是否存在有机流体和/或所感测的有机液体的相对浓度的信号。在一些实施例中，电子监测电路108可以由诸如环氧树脂之类的非导电材料封装以便保护电子监测电路108免受由于水或其他环境因素引起的电短路。

传感器100还可以包括感测部件110，其中传感器膜112沉积在基板上并耦合到基板。在一些实施例中，基板可以是电路板104，或沉积在电路板104上并耦合到电路板104的诸如基底层(未示出)之类的层。如图1所示，电子监测电路108可以在第一端子120和第二端子124处耦合到传感器膜112。传感器膜112可以由一种或多种材料形成，诸如由填充有导电颗粒的弹性体形成。此外，在一些实施例中，传感器膜112可以由与填充有导电颗粒的弹性体混合的防霉剂或杀真菌剂形成，以便增加传感器100的抗真菌特性，如下面进一步描述的。

在功能上，传感器膜112可以在存在要检测的有机碳氢化合物或油的情况下膨胀，并且由相关联的电子监测电路108检测和处理由这种膨胀引起的传感器膜112的电阻的后续增加。更具体地，电子监测电路108可以被配置为感测第一端子120和第二端子124之间的电阻。此外，电子监测电路108可以被配置为输出与第一端子120和第二端子124之间的电阻相对应的信号。这个电阻可以基于要检测的有机碳氢化合物或油的存在作为这些物质引起传感器膜112膨胀(这影响导电颗粒之间的连接)的结果而改变。作为结果，例如，在阈值电阻值以上的感测电阻可以指示有机碳氢化合物或油的存在。在进一步的示例中，感测电阻的大小可以与这种有机碳氢化合物或油的相对浓度相关。

为了提供快速检测信号(即，快速地响应于有机流体的存在)，传感器膜112可以薄薄地沉积在电路板104上。此外，在一些实施例中，传感器膜112可以被沉积在电路板104的单侧上，这可以增加传感器100的抗腐蚀性，如下面将解释的。在一些实施例中，传感器膜112可以被沉积于在电路板104的顶部沉积的基底层的顶部上。传感器膜112和/或基底层可以仅被沉积在电路板104的表面的非导电部分上。例如，非导电部分可以包括其中树脂覆盖了电路板104的铜层的表面。

本公开提供了诸如传感器100之类的有机液体传感器，其可以提供比先前的传感器更高的抗腐蚀性。如下面将要解释的，通过在电路板104的单侧上以“马蹄形”图案或“U形”图案沉积传感器膜112，可以增加传感器100的抗腐蚀性。附加地或替代地，在沉积基底层和/或传感器膜112之前，可以通过表面蚀刻或以其他方式处理电路板104的表面来增加传感器100的抗腐蚀性。

例如，可以以一般的马蹄形图案或U形图案将传感器膜112沉积到电路板104和/或基底层上并使传感器膜112耦合到电路板104和/或基底层，这可以通过消除可能易于腐蚀的暴露材料来增加传感器100的抗腐蚀性。如图1所示，传感器膜112可以包括形成U形的桥接部112C、第一段112A和第二段112B。第一段112A和第二段112B可以被间隙116物理地且电地分离。具体地，第一段112A和第二段112B可以至少在第一端子120和第二端子124附近物理地且电地分离。在一些实施例中，间隙116可以延伸穿过电路板104和/或基底。在一些实施例中，可以通过在电路板104或基底层的一部分上沉积掩模后，在电路板104、基底和/或掩模上沉积传感器膜112以及去除掩模来产生间隙116。桥接部112C物理地且电地连接第一段112A和第二段112B。换言之，桥接部112C电耦合至第一段112A与第二段112B。由间隙116引起的分离允许电流通过传感器膜112从第一端子120行进到第二端子124(或者替代地从第二端子124行进到第一端子120)，从而允许确定传感器膜112的电阻。

此外，传感器膜112可以在不使用由易受潜在腐蚀的材料制成的导电桥的情况下耦合到第一端子120和第二端子124。在一些实施例中，传感器膜112可以直接沉积在第一端子120和第二端子124的顶部上，第一端子120和第二端子124中的每个端子可以包括由诸如铜之类的导电材料制成的焊盘。在包括基底层的实施例中，基底层可以仅被沉积在电路板104的表面的非导电部分上，从而允许传感器膜直接耦合到第一端子120和第二端子124。此外，传感器膜112的设计可以从传感器100的表面显著减少或完全消除任何暴露的导电材料(例如，诸如铜、银等之类的导电金属)，从而仅留下电路板104(其可以包括树脂)和传感器膜112的非导电部分暴露于外部环境。暴露的导电材料的减少或消除可以提高传感器100在某些条件下的抗腐蚀性，诸如当传感器100暴露于和/或浸没在盐水中时。因此，在一些实施例中，第一端子120、第一段112A、桥接部112C、第二段112B和第二端子124串联地电耦合而没有任何暴露的导电金属。

此外，在一些实施例中，电路板104以便增加传感器100的抗腐蚀性和耐用性。在一个示例中，可以在沉积基底层之前使用诸如等离子体处理之类的技术来处理电路板104。处理可以活化电路板104的表面，其可以提高基底层的附着力。此外，处理可以潜在地使电路板104的表面物理地变粗糙，但可能不需要提高附着力。此外，除上述之外附加地或替代地，可以将其他物理粗糙化处理(例如，机械磨损)或化学粗糙化处理(例如，其他基底层或偶联剂)施加到电路板104的表面。一旦经由上面处理中的一种或多种进行处理，电路板104的表面就可以被称为经处理的表面。

在基底层已被沉积到经处理的表面上之后，然后可以将传感器膜112沉积在电路板104和/或基底层的顶部上。处理电路板104可以改善传感器膜112对基底层和/或电路板104的附着力。改善的附着力也已被证明增加了传感器100的整体抗腐蚀性。此外，电路板104的附着力改善处理也可以增加传感器在冻融条件下的耐用性，该冻融条件在其中使用有机液体传感器的某些地方是常见的。最后，如上所述，处理电路板104以及减少和/或消除暴露的导电材料可以允许传感器100在通常比淡水更具腐蚀性的盐水中运转达延长的时间段。预计可以在传感器膜112的顶部上施加顶层(诸如保护涂层或膜)以便进一步保护传感器膜112而不干扰传感器100的有机液体感测能力。

处理电路板104以改善附着力和/或沉积基底层仍然可以允许传感器膜112与先前的传感器一样被沉积为薄层，并且因此不显著影响传感器100的有机液体感测性能。在一些实施例中，传感器100可以检测到漂浮在水面上的少至2mm的燃料。此外，传感器100可以在少至两秒内检测到某些轻质或中等重量的燃料，诸如柴油燃料、喷气燃料或汽油，并且可以获准在FM 7745批准标准下在少于三十秒内进行柴油燃料检测。传感器100可以在存在水的情况下准确地检测有机液体的存在。在一些实施例中，传感器膜112可以包括被配置为吸收(一种或多种)有机液体同时排斥水的一种或多种材料(例如，填充有导电颗粒的弹性体，如上面所提到的)。因此，在一些实施例中，传感器膜112通常可以是疏水的。

在一些实施例中，为了提供抗霉菌和/或真菌的保护，传感器膜112可以由与填充有导电颗粒的弹性体混合的杀真菌剂或防霉剂形成。例如，在一些实施例中，由CFI产品公司分销的诸如MX-3之类的防霉剂可以与填充有导电颗粒的弹性体混合以形成可以被沉积以形成传感器膜112的初始混合物。MX-3包含活性成分丁基氨基甲酸-3-碘-2-丙炔酯(3-Iodo-2-Propynyl Butylcarbamate)，如下式(1)所示：

如果防霉剂以大致百分比混合到弹性体中，诸如如果防霉剂是MX-3则为初始混合物的1.3％至2.5％重量，则传感器100的有机液体感测性能可以受最小影响，而传感器100的抗真菌和/或霉菌生长可以显著改善。一旦初始混合物干燥并形成传感器膜112，传感器膜112中的防霉剂的最终浓度可以与初始混合物中的浓度不同。在使用MX-3作为防霉剂的情况下，传感器膜112中的最终重量浓度可以包括按重量计的3.4％至6.6％的防霉剂。

使用MX-3作为防霉剂的优点是MX-3容易与传感器膜112的初始混合物的其他成分混合。例如，在包括二甲苯、硅树脂和石墨材料的初始混合物中，MX-3在70°F的温度(即，室温)下容易分散在二甲苯中。预计可以使用除MX-3之外的杀真菌剂和/或防霉剂，只要所选择的杀真菌剂和/或防霉剂容易分散在一种或多种液体成分(例如二甲苯)中以相对均匀地分散遍布在传感器膜112中。

参考图2A和图2B，分别示出了电路板示意图的顶视图和底视图。在一些实施例中，图2A和图2B的电路板200可以与上面关于图1描述的电路板104相同。例如，可以经由本领域已知的表面安装方法和/或通孔将包括一个或多个电阻器、电容器、运算放大器、二极管、诸如跳线之类的连接器，和/或其他电气部件的电子监测电路204安装到电路板200。具体地，电子监测电路204可以包括安装到电路板200底部的连接器208，如图2B所示，而电子监测电路204中包括的其他部件可以安装到电路板200的顶部，如图2A所示。

电路板200可以包括平坦表面206，传感器膜(例如，图1中的传感器膜112)的一部分可以被布置在该平坦表面206上。在一些实施例中，第一段112A、第二段112B和桥接部112C中的至少一些可以被布置在平坦表面206上。在一些实施例中，整个传感器膜112包括整个第一段112A、整个第二段112B，并且整个桥接部112C可以被布置在平坦表面206上。

参考图3，示出了在腐蚀测试之后的有机液体传感器300的一部分。有机液体传感器300包括设置在单个表面上的传感器膜，该传感器膜形成为U形，并且通过在沉积基底层之前使电路板粗糙化而制造，随后将传感器膜沉积在基底层的顶部上(如上所述)。作为腐蚀测试的结果，有机液体传感器300没有表现出明显的腐蚀，这可能是由于上面所描述的特征导致的。

参考图4，示出了根据一些实施例的传感器组件400。传感器组件400可以用于在一温度范围(例如，-40℃至85℃)内在潮湿条件和没有水的干燥条件下检测包含诸如但不限于汽油、喷气燃料、柴油燃料和/或油之类的碳氢化合物的有机液体。传感器组件400可以包括诸如上面关于图1描述的传感器100之类的传感器(未示出)。传感器组件400可以包括外壳，该外壳包括外壳管404、端盖412和网420。传感器可以定位在外壳内部。然后外壳可以为传感器组件400提供诸如磨损保护之类的机械保护。在一些实施例中，外壳管404可以由刚性塑料或耐水且不干扰传感器的检测有机液体的能力的其他刚性材料制成。

外壳管404可以包括一个或多个开口408。开口408可以是尺寸足够大以允许诸如水和/或有机液体之类的流体到达传感器，而同时可以是尺寸足够小以允许外壳管404保护传感器免受其他物理损坏(例如，免受诸如岩石之类的元素的损坏)。网420可以被耦合到外壳管404的与端盖412相对的远端。网420可以被确定尺寸以便保护传感器免受岩石和其他碎屑的影响，同时允许传感器可及诸如水和/或有机液体之类的流体。

外壳管404可以被耦合到端盖412。端盖412可以进一步被耦合到与传感器电通信的跨接电缆416，或为跨接电缆416提供通路。更具体地，跨接电缆416可以被耦合到诸如上面描述的电子监测电路108之类的电路的连接器。跨接电缆416可以被耦合到控制器(未示出)并与控制器通信，以便向传感器提供电力和/或将来自传感器的信号提供给控制器。

传感器组件400可以用于各种不同的环境中。例如，参考图5A、图5B、图5C和图5D，示出了其中可以使用传感器组件400的各种环境。图5A示出了位于已充溢的罐500的外部的传感器组件400。当罐500溢出时，传感器组件400可以检测溢出罐500的液体516是否包含某些有机液体。

图5B示出了传感器组件400位于被保持在罐504中的液体520的顶部524附近。如果罐中存在某些有机液体，则有机液体可以漂浮到罐的顶部。然后传感器组件400可以检测罐504是否已被某些有机液体污染。

图5C示出了位于具有泄漏的罐508的外部的传感器组件400。当罐504泄漏时，传感器组件400可以检测从罐504泄漏的液体528是否包含某些有机液体。

图5D示出了位于有目的地排放保持在罐512中的液体532的罐512的外部的传感器组件400。在罐512正在排放液体532时，传感器组件400可以检测液体532是否包含某些有机液体。

参考图6，示出了根据一些实施例的另一传感器600。如将在下面详细描述的，传感器600可以包括各种电子部件，这些电子部件被配置为感测包括柴油燃料、汽油和/或喷气燃料的有机液体，并输出指示是否存在有机流体和/或有机液体的相对浓度的信号。如图6所示，传感器600可以包括诸如印刷电路板之类的电路板604、电子监测电路608和感测部件610。

电子监测电路608可以包括一个或多个电阻器、电容器、运算放大器、二极管、诸如跳线之类的连接器，和/或例如经由本领域已知的表面安装方法和/或通孔安装到电路板604的其他电气部件。电子监测电路608可以被配置为从外部源接收电力和/或经由一个或多个连接器输出指示是否存在有机流体和/或指示有机液体的相对浓度的信号。在一些实施例中，电子监测电路608可以由诸如环氧树脂之类的非导电材料封装，以便防止由于水或其他环境因素引起的电短路。

如图6所示，感测部件610可以包括第一传感器膜层612，该第一传感器膜层612沉积在基板611上并且耦合到基板611。基板611可以是电路板604的第一表面。电子监测电路608可以耦合到第一传感器膜层612。此外，电子监测电路608可以耦合到沉积在电路板604的与第一表面相对的第二表面上的第二传感器膜层(未示出)。

第一传感器膜层612和第二膜层可以通过由诸如铜、银、金、铂等之类的导电材料构成的桥接电极(未示出)彼此耦合。桥接电极可以通过在电路板604的每一侧上留下与电路板604的第二端616相邻的导电迹线而形成。与电路板的第二端616相邻的导电迹线可以例如经由电镀通孔、跳线等电耦合。第一传感器膜层612、桥接电极和第二膜传感器层然后形成从电子监测电路608的第一端子或节点到电子监测电路608的第二端子或节点的电气路径，并且电子监测电路608可以被配置为感测电气路径的电阻。

第一传感器膜层612和第二膜层可以由与上述传感器膜112相同的材料形成。具体地，第一传感器膜层612和第二膜层可以由包括诸如MX-3之类的防霉剂的材料形成。为了提供快速检测信号(即，快速响应于有机流体的存在)，第一传感器膜层612和第二膜层可以各自薄薄地沉积在电路板604上。

现在参考图7A和图7B，示出了在测试时段期间各种传感器的电阻值。更具体地，用变化浓度的防霉剂(具体地MX-3)测试了各种传感器膜配方。具有配方“A”的传感器具有包含二甲苯、陶氏(Dow)1-2620、石墨和MX-3的传感器膜，在干燥时传感器膜中MX-3的浓度为3.4重量％(即最终浓度)。具有配方“E”的传感器具有包含二甲苯、陶氏1-2620、石墨和MX-3的传感器膜，在干燥时传感器膜中MX-3的浓度为6.6重量％(即最终浓度)。具有配方“B”的传感器具有包含二甲苯、陶氏1-2620、石墨和MX-3的传感器膜，在干燥时传感器膜中MX-3的浓度为12.5重量％(即，最终浓度)。具有配方“F”的传感器具有包含二甲苯、陶氏1-2620、石墨，且不含任何量的MX-3(即浓度为0％)的传感器膜。

每个传感器配方都用在使用两种不同构造类型的传感器中：类型1(图7A中所示的结果)和类型2(图7B中所示的结果)。“类型1”构造类型是包括多个传感器膜层的传感器，诸如上面关于图6所描述的传感器600。“类型2”构造类型是包括沉积在传感器的单个表面上的传感器膜的传感器，诸如上面关于图1所描述的传感器100。

如上面所提到的，传感器可以感测传感器膜的电阻以便确定是否存在有机液体。更具体地，可以为每个传感器膜确定对应于有机液体存在的阈值电阻值。在没有防霉剂的类型1和类型2传感器两者的情况下，阈值电阻值为20千欧(KΩ)。如下面将解释的，与没有防霉剂的传感器膜相比，将防霉剂以适当的浓度添加到传感器膜的初始混合物中可以最小地影响传感器膜的电阻特性，从而允许防霉剂增强型传感器以相同的阈值电阻值被使用。

如图7A和图7B所示，对于每种膜配方和传感器类型，测量了传感器膜的“干燥电阻”。干燥电阻是经干燥的传感器膜在浸入水中之前的电阻。然后将每个传感器浸入水下达21天，其中在水下1天、水下13天和水下21天后进行传感器膜电阻测量。传感器膜的电阻是重要的，因为如果在没有接触有机流体的情况下传感器膜的电阻太接近阈值电阻值，则传感器的感测性能降低。如图7A和图7B以及下面的表1(表1显示各种配方和传感器类型的电阻值)所示，对于传感器类型1和类型2两者，具有配方A和E(分别具有3.4％和6.6％防霉剂)的传感器的电阻与配方F传感器(0％防霉剂)没有显著差异。与其他配方相比，具有配方B(12.5％防霉剂)的传感器显示出显著增加的电阻，从而指示12.5％浓度的防霉剂对于某些传感器而言在应用上可能过高。

然后测试具有配方A、E和F的传感器以确定传感器在21天浸没时段后可以多好地检测有机液体。通过将每个传感器放置为与燃料接触并对每个传感器的电阻达到阈值电阻值所花费的时间进行计时来测量每个传感器的响应时间。具有配方F的传感器具有35秒的平均响应时间，具有配方A的传感器具有21秒的平均响应时间，以及具有配方E的传感器具有34秒的平均响应时间。这样，所有平均响应时间是在典型响应时间的正常范围内的。

基于电阻测试结果，三个具有配方A(防霉剂浓度3.4％)的干燥导电膜的样品、三个具有配方E(防霉剂浓度6.6％)的干燥导电膜的样品和三个具有配方F(0％防霉剂)的干燥导电膜的样品已被提交用于在ASTM G21-15下的合成聚合材料抗真菌测试。在28天的培养后，仅具有配方F的三个样品有些真菌生长，从而指示了具有3.4％或6.6％的防霉剂浓度的传感器膜可以比不具有防霉剂的传感器膜更好地防止真菌生长。

考虑到以上，包括具有按干燥重量计3.4-6.6％的防霉剂浓度的传感器膜的传感器(诸如上述传感器100或传感器600)可以以足够的响应时间来感测有机液体，并且防止真菌生长。预计具有按干燥重量计高于6.6％且按干燥重量计低于12.5％的防霉剂浓度的传感器膜可以在水中具有可接受的电阻水平和足够的响应时间以用在有机液体传感器中。还预计具有低于按干燥重量计3.4％的防霉剂浓度的传感器膜可以在水中具有可接受的电阻水平和足够的响应时间以用于有机液体传感器。

图8图示了根据一些实施例的监测系统800。监测系统800可以用于监测一个或多个区域的有机液体的存在。在一些实施例中，监测系统800可以包括控制器804、传感器824和过程自动化系统828。在一些实施例中，控制器804可以包括处理器808、存储器812、一个或多个输入816和一个或多个通信系统820。

在一些实施例中，控制器804可以耦合到传感器824以向传感器提供电力和/或从传感器824接收信号。在一些实施例中，传感器824可以是图1中的传感器100和/或图6中的传感器600。在一些实施例中，控制器804可以耦合到过程自动化系统828以将来自传感器824的信号(例如，原始信号或信号的格式化版本)提供给过程自动化系统828，该过程自动化系统828可以提供对传感器824的远程监测。例如，在一些实施例中，传感器824可以将原始信号、经处理的电阻测量值、指示物质存在/不存在的信号(例如，基于感测电阻测量值与阈值电阻值的比较的高/低信号)或其他信号传送到控制器804。此外，在一些实施例中，控制器804可以耦合到多个传感器824。

在一些实施例中，处理器808可以是任何合适的硬件处理器或处理器的组合，诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器(MCU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。在一些实施例中，输入816可以包括可用于从传感器824接收信号的任何合适的输入设备和/或传感器。在一些实施例中，存储器812可以包括任何合适的存储设备或可以用于存储指令、值(诸如阈值电阻值)等的设备，例如，这些指令、值可以被处理器808使用以经由(一个或多个)通信系统820等与过程自动化系统828通信。存储器812可以包括任何合适的易失性存储器、非易失性存储器、存储装置或其任何合适的组合。例如，存储器812可以包括RAM、ROM、EEPROM、一个或多个闪存驱动器、一个或多个硬盘、一个或多个固态驱动器、一个或多个光驱等。在一些实施例中，存储器812上可以编码有用于控制控制器804的操作的计算机程序。

在一些实施例中，通信系统820可以包括一个或多个收发器、一个或多个通信芯片和/或芯片集等。在更具体的示例中，通信系统820可以包括可以用于建立Wi-Fi连接、蓝牙连接、蜂窝连接、以太网连接等的软件、硬件和/或固件。

本领域技术人员将理解，虽然上面已经结合具体实施例和示例描述了本发明，但本发明不一定限于此，并且，许多其他实施例、示例、用途和对实施例、示例和用途的偏离和修改旨在由所附权利要求所涵盖。本文引用的每篇专利和出版物的全部公开内容通过引用并入，如同每篇这样的专利或出版物单独通过引用并入本文。本发明的各种特征和优点在以下权利要求中阐述。

Claims (16)

1.一种有机液体传感器，所述传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号，并且所述传感器包括：

电路板；

电子监测电路，所述电子监测电路安装在所述电路板的第一端上，其中，所述电路板包括非导电表面，所述非导电表面从所述电子监测电路延伸到所述电路板的相对的第二端；和

传感器膜，所述传感器膜被沉积在所述电路板的所述非导电表面上，所述传感器膜包括在所述电路板的第一侧上的第一段、在所述电路板的所述第一侧上的第二段和在所述电路板的所述第一侧上的桥接部，所述第一段和所述第二段由间隙电分离且物理分离，所述间隙延伸通过所述电路板，并且所述桥接部电耦合到所述第一段和所述第二段，其中，所述第一段、所述第二段和所述桥接部包括相同材料并被沉积在所述非导电表面上，

其中，所述电路板的所述非导电表面的至少一部分被蚀刻以提高所述传感器膜到所述电路板上的附着力，

其中，所述电子监测电路被配置为检测所述传感器膜的电阻。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述桥接部被直接耦合到所述第一段和所述第二段。

3.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路板包括平坦表面，并且其中所述第一段、所述第二段和所述桥接部被布置在所述平坦表面上。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电子监测电路包括第一端子和第二端子，所述第一端子电耦合到所述第一段，并且所述第二端子电耦合到所述第二段。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中，所述第一端子、所述第一段、所述桥接部、所述第二段和所述第二端子串联电耦合而没有任何导电金属暴露于元件。

6.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述一种或多种有机液体包括柴油燃料、汽油或喷气燃料中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电子监测电路耦合到所述传感器膜，并且所述电子监测电路被配置为确定所述传感器膜的电阻并基于所述传感器膜的电阻输出与所述一种或多种有机液体的存在相对应的信号。

8.根据权利要求7所述的传感器，其中，所述传感器膜的电阻在所述一种或多种有机液体的存在下增加。

9.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器膜被以U形图案沉积在所述电路板的所述第一侧上。

10.根据权利要求1所述的传感器，还包括沉积在所述非导电表面上的基底层，其中，所述传感器膜被沉积在所述基底层上。

11.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器膜包括填充有导电颗粒的弹性体。

12.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述传感器被配置为耦合到控制器并将所述信号输出到所述控制器。

13. 一种有机液体监测系统，所述系统包括：

控制器，所述控制器包括存储器和处理器；和

有机液体传感器，所述有机液体传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号，所述有机液体传感器包括：

电路板，所述电路板被配置为检测沉积在所述电路板上的传感器膜的电阻，

电子监测电路，所述电子监测电路安装在所述电路板的第一端上，其中，所述电路板包括非导电表面，所述非导电表面从所述电子监测电路延伸到所述电路板的相对的第二端，

所述传感器膜，所述传感器膜被沉积在所述电路板的所述非导电表面上，所述传感器膜包括在所述电路板的第一侧上的第一段、在所述电路板的所述第一侧上的第二段和在所述电路板的所述第一侧上的桥接部，所述第一段和所述第二段由间隙电分离且物理分离，所述间隙延伸通过所述电路板，并且所述桥接部电耦合到所述第一段和所述第二段，

其中，所述第一段、所述第二段和所述桥接部包括相同材料并被沉积在所述非导电表面上，

其中，所述电路板的所述非导电表面的至少一部分被蚀刻以提高所述传感器膜到所述电路板上的附着力，

其中，所述控制器耦合到所述有机液体传感器并被配置为接收与一种或多种有机液体的存在相对应的信号。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述电路板包括平坦表面，并且其中所述第一段、所述第二段和所述桥接部被布置在所述平坦表面上。

15.一种有机液体传感器，所述有机液体传感器被配置为输出与一种或多种有机液体的存在相对应的信号，并且所述传感器包括：

电路板；

电子监测电路，所述电子监测电路安装在所述电路板上；和

U形传感器膜，所述U形传感器膜被沉积在所述电路板的表面上，所述U形传感器膜包括第一段、第二段和在所述第一段与所述第二段之间的桥接部，所述第一段和所述第二段由间隙电分离，并且所述桥接部电耦合到所述第一段和所述第二段，其中，所述第一段、所述第二段和所述桥接部包括相同材料，

其中，所述电子监测电路位于所述电路板的所述表面上与所述电路板的第一端相邻，并且所述桥接部位于所述电路板的所述表面的非导电部分上与所述电路板的相对的第二端相邻，

其中，所述电子监测电路被配置为检测所述传感器膜的电阻。

16.根据权利要求15所述的有机液体传感器，其中，所述间隙延伸通过所述电路板。