一种石墨烯电场传感器的制作方法

本申请涉及电场探测，特别是涉及一种石墨烯电场传感器。

背景技术：

1、电场的探测对人们的生活、生产以及科学研究具有重大意义。利用电场传感器对电场进行测量，得到有效信息，可以应用于不同的场景。例如，帮助避免雷电、地震和沙尘暴等自然灾害，或指导工业设备的过程控制，以及保障高压电缆工作人员的安全等。

2、目前，电场传感器一般分为光学式传感器和电荷感应式传感器。光学式电场传感器广泛应用于光学通信、光学传感、光学测量等领域，虽然光学式电场传感器响应速度快、噪声小，但测量范围较窄。而电荷感应式电场传感器因其结构简单，广泛应用于机电控制系统。电荷感应式电场传感器结构简单，但测量外界电场的灵敏度不高。因此，传统的电场传感器工作性能不佳。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述传统的电场传感器测量范围较窄和灵敏度不高的问题，提供一种石墨烯电场传感器。

2、一种石墨烯电场传感器，包括层叠设置的石墨烯层和电荷介质层；电荷介质层用于感应电场并形成电场力，电场力使石墨烯层的谐振频率发生变化。

3、在其中一个实施例中，电荷介质层包括层叠设置的第一电荷介质层和第二电荷介质层，第一电荷介质层设置于第二电荷介质层远离石墨烯层的一侧，第一电荷介质层和第二电荷介质层之间形成有电荷停留区域。

4、在其中一个实施例中，石墨烯电场传感器还包括拉伸模块，拉伸模块与石墨烯层连接。

5、在其中一个实施例中，石墨烯电场传感器还包括制冷模块，制冷模块用于降低石墨烯层的温度。

6、在其中一个实施例中，石墨烯电场传感器还包括固定模块，固定模块与石墨烯层接触设置，用于对石墨烯层进行固定。

7、在其中一个实施例中，固定模块包括固定支座，固定支座与石墨烯层远离电荷介质层的一侧接触设置。

8、在其中一个实施例中，固定支座包括第一固定支座和第二固定支座，第一固定支座和第二固定支座对称设置于石墨烯层远离电荷介质层的一侧。

9、在其中一个实施例中，固定模块还包括固定块，固定块与石墨烯层的侧表面接触设置，且设置于固定支座。

10、在其中一个实施例中，固定块设置于石墨烯层的侧表面中相对的两侧。

11、在其中一个实施例中，固定块设置于石墨烯层的四个侧表面。

12、上述石墨烯电场传感器，通过层叠设置石墨烯层和电荷介质层，使得电荷介质层感应电场并形成电场力后，石墨烯层的谐振频率发生变化，从而可以根据石墨烯层的谐振频率变化量来确定外界电场的强度。并且，由于石墨烯本身具有较好的谐振特性，使得该石墨烯电场传感器测量电场的测量范围较广，灵敏度较高。

技术特征：

1.一种石墨烯电场传感器，其特征在于，包括层叠设置的石墨烯层和电荷介质层；所述电荷介质层用于感应电场并形成电场力，所述电场力使所述石墨烯层的谐振频率发生变化。

2.根据权利要求1所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述电荷介质层包括层叠设置的第一电荷介质层和第二电荷介质层，所述第一电荷介质层设置于所述第二电荷介质层远离所述石墨烯层的一侧，所述第一电荷介质层和所述第二电荷介质层之间形成有电荷停留区域。

3.根据权利要求1所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，还包括拉伸模块，所述拉伸模块与所述石墨烯层连接。

4.根据权利要求1所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，还包括制冷模块，所述制冷模块用于降低所述石墨烯层的温度。

5.根据权利要求1所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，还包括固定模块，所述固定模块与所述石墨烯层接触设置，用于对所述石墨烯层进行固定。

6.根据权利要求5所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述固定模块包括固定支座，所述固定支座与所述石墨烯层远离所述电荷介质层的一侧接触设置。

7.根据权利要求6所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述固定支座包括第一固定支座和第二固定支座，所述第一固定支座和所述第二固定支座对称设置于所述石墨烯层远离所述电荷介质层的一侧。

8.根据权利要求6所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述固定模块还包括固定块，所述固定块与所述石墨烯层的侧表面接触设置，且设置于所述固定支座。

9.根据权利要求8所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述固定块设置于所述石墨烯层的侧表面中相对的两侧。

10.根据权利要求8所述的石墨烯电场传感器，其特征在于，所述固定块设置于所述石墨烯层的四个侧表面。

技术总结
本申请涉及一种石墨烯电场传感器。该石墨烯电场传感器包括层叠设置的石墨烯层和电荷介质层，电荷介质层感应电场并形成电场力后，使得石墨烯层的谐振频率发生变化，从而可以根据石墨烯层的谐振频率变化量来确定外界电场的强度。并且，由于石墨烯本身具有较好的谐振特性，使得该石墨烯电场传感器测量电场的测量范围较广，灵敏度较高。

技术研发人员：李鹏,田兵,徐振恒,韦杰,李立浧,谭则杰,樊小鹏,陈仁泽,林跃欢,何毅,张伟勋,刘胜荣,钟枚汕,卢星宇
受保护的技术使用者：南方电网数字电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12