[發明專利]制備織物應變傳感器的方法

有效

• 申請號: 200910137579.5
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101598529A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 陶肖明;王廣峰;王楊勇;張輝
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01L1/22;D06N3/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 溫 旭;郝傳鑫

1.用于測量面內單方向應變的織物復合物應變傳感器，所述傳感器包 含：

彈性織物基底，所述彈性織物基底由一體化在一起的多個單纖維組成；

連續涂層，所述連續涂層通過將導電顆粒或纖維與彈性體基體的混合物 涂覆在所述彈性織物基底的單側上形成；

其中，通過高拉伸循環來對涂敷有所述連續涂層的所述彈性織物基底進 行機械處理以穩定所述織物復合物應變傳感器；

其中，在所述織物復合物應變傳感器上施加應變而使所述連續涂層延伸， 使得所述彈性織物基底的表面上產生裂紋；

其中，利用所述裂紋引起的電阻變化來測量所述織物復合物應變傳感器 上的應變或壓力；和

其中，通過改變由所述導電顆粒或纖維的體積分數、所述連續涂層的厚 度、所述彈性體基體的成分、織物規格和織物結構組成的組中的任一個來改 變初始電阻；或通過調整由所述導電顆粒或纖維的濃度、所述連續涂層的厚 度和所述織物復合物應變傳感器的方向組成的組中的任一個來控制計量因 數。

2.根據權利要求1的傳感器，其中所述傳感器具有50%的最大可測應 變、具有2-500的應變靈敏度和至少100,000次循環的疲勞壽命。

3.根據權利要求1的傳感器，其中所述彈性織物基底具有編織或針織 結構。

4.根據權利要求1的傳感器，其中所述彈性織物基底具有斜紋編織結 構。

5.根據權利要求1的傳感器，其中所述導電顆粒或纖維為選自以下的 任何一種：炭黑、金顆粒、銀顆粒、銅顆粒、碳納米管、不銹鋼纖維、金纖 維、銀纖維、銅纖維、碳纖維和導電聚合物纖維。

6.根據權利要求1的傳感器，其中所述彈性體基體由選自以下的任何 一種材料制成：天然橡膠、硅橡膠、聚氨酯、聚硫化物、聚丙烯酸(酯)和氟 化硅酮。

7.制備織物復合物應變傳感器的方法，所述方法包括：

將導電顆粒或纖維與彈性體基體的混合物涂覆在彈性織物基底的單側 上以在所述彈性織物基底的單側上形成連續涂層，所述彈性織物基底由一體 化在一起的多個單纖維組成；

通過高拉伸循環然后恢復來對涂敷有所述連續涂層的所述彈性織物基 底進行機械處理以穩定所述織物復合物應變傳感器；

其中，在所述織物復合物應變傳感器上施加應變而使所述連續涂層延 伸，使得所述彈性織物基底的表面上產生裂紋；

其中，使用所述裂紋而引起的電阻變化來測量施加在所述織物復合物應 變傳感器上的應變或壓力；和

其中，通過改變由所述導電顆粒或纖維的體積分數、所述連續涂層的厚 度、所述彈性體基體的成分、織物規格和織物結構中的任一個來改變初始電 阻；或通過調整由所述導電顆粒或纖維的濃度、所述連續涂層的厚度和所述 織物復合物應變傳感器的方向組成的組中的任一個來控制計量因數。

8.根據權利要求7的方法，還包括：

清潔所述彈性織物基底；和

干燥所述彈性織物基底。

9.根據權利要求7的方法，還包括加熱所述導電顆粒或纖維以除去所 述導電顆粒或纖維中存在的吸收劑。

10.根據權利要求7的方法，還包括用偶聯劑處理所述導電顆粒或纖維 以提高所述導電顆粒或纖維對所述彈性體基體的粘附力。

11.根據權利要求7的方法，還包括在高溫下固化涂覆的彈性織物基底。

12.根據權利要求7的方法，其中，在控制溫度下，對涂敷有所述連續 涂層的彈性織物基底進行機械處理。

13.根據權利要求7的方法，其中所述織物復合物應變傳感器用來傳感 面內單方向形變。

14.根據權利要求7的方法，其中預先確定所述導電顆粒或纖維在所述 混合物中的體積分數。