本发明涉及温度传感器，尤其是涉及一种无线无源温度传感器的制备方法及其应用。
背景技术：
1、氢能具有储量丰富、来源广泛、温室气体及污染物零排放、燃烧热值高、发电效率高、储运便捷、可循环利用等特点，是公认的清洁能源。储氢运氢是连接制氢和用氢的桥梁，储氢密度低、运氢成本居高不下是制约氢能产业发展规模的关键因素。iv型大容量管束式气瓶因其本体质量低，可大幅提高集装运输储氢密度，降低运输成本。
2、iv型大容量管束式气瓶是一种非金属基碳纤维增强复合气瓶，即以非金属气瓶内胆为基底，楔合金属boss结构后再由碳纤维缠绕工艺复合成型，其最高工作压力可达90mpa。检测储氢瓶内胆的温度非常重要，储氢瓶内胆温度的异常升高可能导致氢气压力升高，这会增加爆炸的风险。通过监测储氢瓶内胆温度，可以及时发现问题并采取措施，以避免潜在的危险。同时，高温可能会导致储氢瓶内胆材料的老化和损坏，从而降低储氢瓶的使用寿命。通过监测内胆温度，可以及时发现温度异常，采取措施减少材料老化速度，延长储氢瓶的使用寿命。监测储氢瓶内胆温度是确保氢气储存安全和保证氢气质量的重要措施。定期监测储氢瓶内胆温度，预防潜在危险，维持储氢瓶的正常运行。
3、目前，用于氢气瓶内温度检测的方法，大多采用有线检测的手段。如公开号为cn201488828u的专利文件中提出了一种车载氢气瓶内温度测试装置，可实现多点同时测量，避免气瓶内部温度的不均匀性导致的测量误差，但电阻型传感器检定时需将传感器从瓶阀处卸下，这将导致空气进入氢气储气瓶。一旦氢气储气瓶使用过程中有空气充入，需要进行气密性试验和氮气置换试验。
4、公开号为cn201828358u的专利文件中提出了一种氢气瓶用电阻型温度传感器的免拆检定装置，但作为有线传感，连接线需要伸入气瓶内部，在气瓶储运过程中可能会因为挤压、磨损或其他原因导致破损，从而引发电气问题或短路，这无疑对氢气瓶的安全性产生潜在的风险，例如引发火灾或爆炸等危险情况。因此，针对于氢气瓶内温度的检测，需要发明一种制备高效、造价低廉、性能优良的无线无源温度传感器。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种无线无源温度传感器的制备方法，该制备方法简单易操作，生产成本低，制备获得的传感器具有较高灵敏度。本发明的第二目的在于提供一种无线无源温度传感器在测量iv型储氢气瓶内胆温度中的应用。
2、本发明提供一种无线无源温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)制备三种3d打印树脂，其中第一种打印树脂由光引发剂与聚乙二醇二丙烯酸酯混合制成；第二种打印树脂由光引发剂加入环氧丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的混合液中制成；第三种打印材料由磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯与所述第二种打印树脂混合制成；
4、(2)采用计算机软件设计传感器的3d图形，并将3d图形导入3d打印机中，依次将第一种打印树脂、第二种打印树脂与第三种打印树脂倒入打印机的物料盒中进行打印，其中第一种打印树脂和第二种打印树脂打印出来的部分为基底，第三种打印树脂打印出来的部分为谐振环；
5、(3)在所述谐振环表面吸附导电材料，在基底的底部粘贴上铜箔胶带，获得无线无源温度传感器。
6、进一步地，所述步骤(1)中第一种打印树脂采用的光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦；所述苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的添加量为1.8-2.2wt％，更优选为2wt％。采用的该光引发剂的吸收峰在405nm左右，在该体系中有较高的引发效率。
7、进一步地，所述步骤(1)中第二种打印树脂的制备过程如下：将环氧丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯按照质量比7:1-10:1的比例混合得到混合液，之后向混合液加入1.8-2.2wt％的光引发剂搅拌均匀；更优选为，环氧丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的质量比9:1，加入光引发剂为2wt％。
8、进一步地，所述光引发剂为三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为ebecryl 8413，所述环氧丙烯酸酯为ebecryl 113。
9、进一步地，所述步骤(1)中第三种打印树脂中磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯与所述第二种打印树脂的质量比为1:2-1:6；更优选为1:4。
10、进一步地，所述步骤(2)中的所述基底形状为长方形，所述谐振环为四开口谐振环。
11、进一步地，所述步骤(3)中的导电材料为银纳米片、碳纳米管、石墨烯或金属纳米线。
12、进一步地，所述步骤(3)中的导电材料为银纳米片；在所述谐振环表面吸附银纳米片的过程如下：将银纳米片和十六烷基三甲基溴化铵倒入去离子水中，超声后获得分散液，将打印的成品浸泡在分散液中，使谐振环表面沉积银纳米片，然后用去离子水冲洗，最后在室温下用流动空气干燥。
13、进一步地，所述分散液中银纳米片的浓度为1.5-3.5mg/ml，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为1.8-2.2mg/ml；更优选为，分散液银纳米片的浓度为3mg/ml，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为2mg/ml。
14、本发明还提供一种上述无线无源温度传感器在检测储氢气瓶内胆温度中的应用，在检测储氢气瓶内胆温度时，将所述无线无源温度传感器贴在储氢气瓶内胆上，在储氢气瓶外部放置询问天线，并将询问天线连接网络分析仪，读取无线无源温度传感器的谐振频率，根据谐振频率的偏移情况反映储氢气瓶内胆的温度。
15、综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
16、本发明提供的技术方案通过采用3d打印方法，基底部分采用两种打印树脂，谐振环部位采用超材料结构的材料，并在超材料上吸附导电材料，制备得到无线无源温度传感器，制备方法简单易操作，成本低，易实现规模化生产，且制备得到的传感器具有高灵敏度。在检测储氢气瓶内胆温度时，将无线无源温度传感器贴在储氢气瓶内胆上，在储氢气瓶外部放置询问天线，并将询问天线连接网络分析仪，读取无线无源温度传感器的谐振频率，根据谐振频率的偏移情况反映储氢气瓶内胆的温度，解决了传统有线检测方式存在的安全隐患。
1.一种无线无源温度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一种打印树脂采用的光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦；所述苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的添加量为1.8-2.2wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第二种打印树脂的制备过程如下：将环氧丙烯酸酯与脂肪族聚氨酯丙烯酸酯按照质量比7:1-10:1的比例混合得到混合液，之后向混合液加入1.8-2.2wt％的光引发剂搅拌均匀。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为ebecryl 8413，所述环氧丙烯酸酯为ebecryl113。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第三种打印树脂中磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯与所述第二种打印树脂的质量比为1:2-1:6。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述基底形状为长方形，所述谐振环为四开口谐振环。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的导电材料为银纳米片、碳纳米管、石墨烯或金属纳米线。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的导电材料为银纳米片；在所述谐振环表面吸附银纳米片的过程如下：将银纳米片和十六烷基三甲基溴化铵倒入去离子水中，超声后获得分散液，将打印的成品浸泡在分散液中，使谐振环表面沉积银纳米片，然后用去离子水冲洗，最后在室温下用流动空气干燥。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述分散液中银纳米片的浓度为1.5-3.5mg/ml，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为1.8-2.2mg/ml。
10.一种权利要求1-9任一所述的方法制备得到的无线无源温度传感器在检测储氢气瓶内胆温度中的应用，其特征在于，在检测储氢气瓶内胆温度时，将所述无线无源温度传感器贴在储氢气瓶内胆上，在储氢气瓶外部放置询问天线，并将询问天线连接网络分析仪，读取无线无源温度传感器的谐振频率，根据谐振频率的偏移情况反映储氢气瓶内胆的温度。
