[發(fā)明專利]一種自供電式柔性壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811245449.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111089664B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/00
• 分類號(hào): G01L1/00;G01L9/00;A61B5/02
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，所述自供電式柔性壓力傳感器包括：傳感單元、與傳感單元配合的電極層；

當(dāng)外界介質(zhì)或物體自身移動(dòng)時(shí)，被探測(cè)的外界介質(zhì)或物體使基于柔性電磁材料的傳感單元發(fā)生形變，在材料自身的電磁耦合作用下，產(chǎn)生感應(yīng)瞬間電壓/電流；并通過(guò)與傳感單元配合的電極層輸出；外界介質(zhì)包括空氣、水、振動(dòng)波、聲波的機(jī)械波；

所述基于柔性電磁材料的傳感單元與被探測(cè)物體接觸或者不接觸；

傳感單元與所述被探測(cè)物體接觸或滑動(dòng)摩擦；

傳感單元與被探測(cè)物體發(fā)生接觸或滑動(dòng)摩擦的表面進(jìn)行物理光刻蝕或化學(xué)腐蝕改性，使被探測(cè)物體表面部分或全部分布有微米或次微米量級(jí)的微結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，所述基于柔性電磁材料的傳感單元長(zhǎng)度為0.1mm-5cm，寬度為0.1mm-2cm，厚度為0.1mm-2cm。

3.如權(quán)利要求1所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，傳感單元周期化、陣列化分布于基底(傳感器與基底連接)上；

周期性結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(與基底連接)的尺寸和形狀相同。

4.如權(quán)利要求1所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，傳感單元至少為2個(gè)；

至少為2個(gè)的傳感單元為并聯(lián)或串聯(lián)，

多個(gè)傳感單元的相對(duì)位置與被探測(cè)物體的移動(dòng)軌跡相匹配。

5.如權(quán)利要求1所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，與傳感單元連接的電極層為鋁、銅、金、銀中的一種或兩種以上的混合物。

6.如權(quán)利要求1所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，電極層厚度為0.01-1000微米，

所述傳感單元與電極層的連接方式為接觸式或?yàn)榉墙佑|感應(yīng)式。

7.如權(quán)利要求3所述的自供電式柔性壓力傳感器，其特征在于，用于放至傳感器單元陣列的基底為：聚酯，包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對(duì)苯二甲酸二烯丙酯、聚間苯二甲酸二烯丙酯、聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己垸對(duì)二甲酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚己二酸丙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯；

基底或?yàn)榫郾┧?，包括聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚a-氯代丙烯酸甲酯；

基底或?yàn)榫埘０?，包括聚己?nèi)酰胺、聚己二酸己二胺、聚癸二酸癸二胺；

基底或?yàn)榫郯滨ァ⒕鄞姿嵋蚁?、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙烯醇縮丁醛、聚氧化乙烯聚合物；聚合物為均聚物或?yàn)楣簿畚铩?/p>

8.一種如權(quán)利要求1所述自供電式柔性壓力傳感器的制備方法，其特征在于，所述自供電式柔性壓力傳感器的制備方法包括：

步驟一，將基于柔性電磁材料的傳感單元與兩側(cè)電極連接；

步驟二，將連接電極的傳感單元通過(guò)物理縫紉或者化學(xué)粘附的方法固定在衣物/紡織物基底上；

步驟三，重復(fù)步驟一，二，周期化、陣列化將傳感單元分布于衣物/紡織物基底上，最大化感應(yīng)機(jī)械能并將其轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)。