[發明專利]一種柔性電容式壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201810859607.3
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108731851B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 余輝洋;于許可;李義豐
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明

1.一種柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述柔性電容式壓力傳感器包括上電極、下電極，夾設于上電極和下電極之間的復合電介質層，其中，復合電介質層包括與所述上電極連接的第一結構層、與所述下電極連接的第二結構層、以及設置在第一結構層和第二結構層之間的可形變層；所述可形變層具有拓撲結構。

2.根據權利要求1所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述拓撲結構包括并聯的多列可形變部，該可形變部被構造成由多個空心柱體沿其截面中心軸線方向堆疊形成。

3.根據權利要求2所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述空心柱體的數量至少為兩個；所述空心柱體的截面形狀為方形、圓形或者多邊形。

4.根據權利要求1所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述上電極和所述下電極均為柔性平面板。

5.根據權利要求4所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述第一結構層為與所述上電極相對應的柔性平面板，所述第二結構層為與所述下電極相對應的柔性平面板。

6.一種柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

準備所述柔性電容式壓力傳感器的制作模具，所述模具包括上模具及與上模具相組配的下模具，所述上模具包括多個間隔設置的第一柱體及圍繞第一柱體的第一腔體，所述下模具包括多個間隔設置的第二柱體及圍繞第二柱體的第二腔體，所述第一腔體與所述第二腔體相連通；

配制復合電介質溶液，以配制用于制備所述復合電介質層的共混溶液；

將配制好的共混溶液注入整個模具中，直至填滿整個模具；

對填充有所述共混溶液的模具進行固化處理和脫模處理；

脫模后形成具有拓撲結構的復合電介質層，其中，所述第一腔體和所述第二腔體形成所述復合電介質層的可形變部、第一結構層和第二結構層；

在所述復合電介質層的上、下表面設置柔性電極板。

7.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述復合電介質溶液通過取一定量聚偏氟乙烯粉末溶于二甲基乙酰胺形成。

8.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括在該復合電介質溶液中摻入鐵電納米顆粒，并且在摻入鐵電納米顆粒之前對該鐵電納米顆粒進行表面包覆處理。

9.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述上模具和所述下模具采用3D打印技術制備，其中，第一柱體和第二柱體的截面形成為方形、圓形或者多邊形。

10.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述固化處理包括通過烘箱或加熱板進行加熱固化；和/或在將配制好的共混溶液注入整個模具之前，對所述整個模具內涂覆脫模劑。