[發明專利]一種基于靜電感應的傳感器以及傳感方法

在審

• 申請號: 201310728507.4
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN104748769A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 王中林;王思泓;謝燕南;林龍;牛思淼
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;肖冰濱

1.一種基于靜電感應的傳感器，其特征在于，包括傳感單元，所述傳感單元由一個第一電極層和與之配合的一個第二電極層組成，所述第一電極層和第二電極層分隔設置并且互相電連接；

當帶有電荷的被探測物體移動，使被探測物體的電荷中心相對于所述傳感單元的兩個電極層中的一個遠離而相對于另一個靠近，所述被探測物體與兩個電極層之間的靜電感應使所述第一電極層和第二電極層之間形成電荷流動。

2.如權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層之間的分隔距離為0.1mm-5cm。

3.如權利要求1或2所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層和/或第二電極層不與所述被探測物體接觸。

4.如權利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述被探測物體的帶電表面與所靠近的電極層表面之間的垂直間距遠小于所述被探測物體從一個電極層移向另一個電極層的距離。

5.如權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述垂直間距小于5cm。

6.如權利要求1或2所述的傳感器，其特征在于，所述傳感單元與所述被探測物體接觸或滑動摩擦。

7.如權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述傳感單元與所述被探測物體發生接觸或滑動摩擦的表面進行物理或化學改性，使其表面部分或全部分布有微米或次微米量級的微結構。

8.如權利要求1-7任一項所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層與被探測物體接觸或靠近的表面，和第二電極層202與被探測物體接觸或靠近的表面形狀和尺寸相同。

9.如權利要求1-8任一項所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層的尺寸和形狀相同或不同。

10.如權利要求1-9任一項所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層處于同一個平面或曲面上。

11.如權利要求1-10任一項所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層之間的空隙中填有填充介質。

12.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述填充介質為下列材料中的一種或者幾種：聚異丁烯、聚氨酯彈性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡膠、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚雙酚A碳酸酯聚氯醚、聚偏二氯乙烯和聚（2,6-二甲基聚亞苯基氧化物）、不導電的液體、不導電的氣體和真空。

13.如權利要求1-12任一項所述的傳感器，其特征在于，還包括隔離層，所述第一電極層和/或第二電極層的上表面貼合在所述隔離層的背面，被探測物體的帶電表面依次向背面貼合有第一電極層的隔離層的部分上表面、以及背面貼合有第二電極層的隔離層的部分上表面靠近或者接觸。

14.如權利要求13所述的傳感器，其特征在于，所述隔離層為絕緣材料。

15.如權利要求13或14所述的傳感器，其特征在于，所述隔離層為分立結構或一體結構。

16.如權利要求13-15任一項所述的傳感器，其特征在于，所述隔離層完全覆蓋第一電極層和第二電極層的上表面。

17.如權利要求13-16任一項所述的傳感器，其特征在于，所述隔離層的上表面全部或部分設置有微米或次微米量級的微結構。

18.如權利要求1-17任一項所述的傳感器，其特征在于，所述第一電極層為圖形化電極層；和/或，所述第二電極層為圖形化電極層。

19.如權利要求18所述的傳感器，其特征在于，所述圖形化的第一電極層與第二電極層為互補圖形。

20.如權利要求18或19所述的傳感器，其特征在于，所述圖形化為周期性結構，或者為中心對稱結構。

21.如權利要求20所述的傳感器，其特征在于，所述周期性結構的重復單元的尺寸和形狀相同。

22.如權利要求1-17任一項所述的傳感器，其特征在于，包括2個或2個以上所述傳感單元。

23.如權利要求22所述的傳感器，其特征在于，2個或2個以上所述傳感單元并聯或串聯。