[發明專利]采用金屬線復合材料的摩擦電壓力感應電纜

有效

• 申請號: 201310413386.4
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN104422552B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 徐傳毅;王竹
• 申請（專利權）人: 納米新能源（唐山）有限責任公司
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;H02N1/04
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙)11276
• 代理人: 宋菲,劉云貴

技術領域

本發明涉及摩擦發電技術領域，更具體地說，涉及一種采用金屬線復合材料的摩擦電壓力感應電纜。

背景技術

壓力感應電纜是一種采用同軸設計的壓力傳感器，同軸設計的層與層之間采用絕緣材料，當壓電感應電纜被壓縮或拉伸時，會發生壓電效應，從而產生正比于壓力的電荷或電壓信號。壓力感應電纜在一定的應用場合具有很多優點：由于采用同軸設計，可以達到自屏蔽的效果，使其能應用在高EMI的環境下；采用標準的同軸結合技術，它可以被做成無源的同軸電纜；由于本身的強度好，使其能應用在重型機械的軸計數上；作為線性的傳感器，它能應用在大面積的監測上?，F有的壓力感應電纜一般由金屬編織芯線、壓電材料和金屬外殼制成同軸結構。在制造過程中，需要將壓電材料置于一個強電場中極化，制造工藝很復雜。另外，現有的壓力感應電纜的靈敏度也不高。

利用摩擦電原理制造的壓力感應電纜能夠很好地感知外界壓力并輸出靈敏度較高的信號。同時采用具有微納結構的摩擦發電機能進一步提高電纜的輸出信號強度以及靈敏度。但是由于微納結構的制備過程工藝復雜、成品率低，從而使該電纜的造價成本過高，不利于該電纜的產業化和商業化。

發明內容

本發明的發明目的是針對現有技術的缺陷，提出一種采用金屬線復合材料的摩擦電壓力感應電纜，用以提高產品合格率。

本發明提供了一種采用金屬線復合材料的摩擦電壓力感應電纜，包括：

支撐芯以及包裹所述支撐芯的摩擦電結構層；所述支撐芯和/或所述摩擦電結構層包括作為輸出電極的結構；

所述摩擦電結構層包括形成摩擦界面的第一結構層和第二結構層；其中，所述第一結構層至少包括第一金屬線層，所述第一金屬線層包括第一金屬線基底層和形成在所述第一金屬線基底層的一側表面上的第一金屬線；和/或，所述第二結構層至少包括第二金屬線層，所述第二金屬線層包括第二金屬線基底層和形成在所述第二金屬線基底層的一側表面上的第二金屬線；

或者，所述摩擦電結構層與所述支撐芯之間形成摩擦界面，所述摩擦電結構層包括第三金屬線層，所述第三金屬線層包括第三金屬線基底層和形成在所述第三金屬線基底層的一側表面上的第三金屬線。

可選地，所述支撐芯為電極芯，所述電極芯為第一輸出電極；或者，所述支撐芯包括絕緣芯以及包裹所述絕緣芯的電極層，所述電極層為第一輸出電極。

可選地，所述第一結構層包括第一金屬線層；或者，所述第一結構層包括由內至外依次包裹所述支撐芯的第一金屬線層和第一高分子聚合物絕緣層，所述第一高分子聚合物絕緣層形成在所述第一金屬線層具有第一金屬線的一側表面上，所述第一高分子聚合物絕緣層對應于所述第一金屬線的位置具有凸起結構。所述第一金屬線層不具有第一金屬線的一側表面緊固包裹所述支撐芯。

可選地，所述支撐芯為絕緣芯。

可選地，所述第一結構層包括第一金屬線層；或者，所述第一結構層包括由內至外依次包裹所述支撐芯的第一金屬線層和第一高分子聚合物絕緣層，所述第一高分子聚合物絕緣層形成在所述第一金屬線層具有第一金屬線的一側表面上，所述第一高分子聚合物絕緣層對應于所述第一金屬線的位置具有凸起結構。所述第一金屬線層不具有第一金屬線的一側表面緊固包裹所述支撐芯，所述第一金屬線為第一輸出電極。

可選地，所述第二結構層包括第二電極層，所述第二電極層與所述第一結構層之間形成摩擦界面，所述第二電極層為第二輸出電極；或者，所述第二結構層包括由內至外依次設置的第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層；所述第二高分子聚合物絕緣層與所述第一結構層之間形成摩擦界面，所述第二電極層為第二輸出電極；或者，所述第二結構層包括由內至外依次設置的第二金屬線層和第二電極層，所述第二金屬線層具有第二金屬線的一側表面與所述第一結構層的外側表面接觸形成摩擦界面；所述第二電極層為第二輸出電極；或者，所述第二結構層包括由內至外依次設置的第二高分子聚合物絕緣層、第二金屬線層和第二電極層，所述第二高分子聚合物絕緣層形成在所述第二金屬線層具有第二金屬線的一側表面，并且對應于所述第二金屬線的位置具有凸起結構，所述第二高分子聚合物絕緣層具有凸起結構的一側表面與所述第一結構層的外側表面接觸形成摩擦界面；所述第二電極層為第二輸出電極。