[發明專利]一種柔性電容式壓力傳感器

有效

• 申請號: 202010250469.6
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111307341B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 荊茂盛;孟垂舟;楊麗;王鵬;郭士杰
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14
• 代理公司: 武漢尚齊知識產權代理事務所(普通合伙) 42261
• 代理人: 胡艷

1.一種柔性電容式壓力傳感器，包括電極層(1)、介電層(2)和加厚層(3)，其特征在于，所述電極層(1)復合在介電層(2)的一側面以構成電極結構，而兩組電極結構的介電層(2)通過復合形成柔性電容式壓力傳感器本體；所述介電層(2)的另一側面通過模具成型加工有若干個圓柱凸起(21)，且每相鄰的四個圓柱凸起(21)之間的間隙用于卡入另一介電層(2)上對應的圓柱凸起(21)，同時縱向和橫向相鄰的兩個圓柱凸起(21)之間還具有空隙，所述圓柱凸起(21)的端部開設有十字形凹槽(22)，十字形凹槽(22)的端部正對縱向和橫向相鄰的圓柱凸起(21)，兩組所述的電極結構之間設置加厚層(3)，該加厚層(3)的兩側面同樣一體成型有若干個圓柱凸起(21)，加厚層(3)兩側面圓柱凸起(21)的排布與介電層(2)另一側面圓柱凸起(21)的排布相同。

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，所述電極結構的電極層(1)表面通過錫焊固定連接導線(4)的一端，同時通過絕緣膠帶(5)將導線(4)加固連接在電極層(1)的表面，當兩組電極結構構成柔性電容式壓力傳感器本體后，即可通過將兩根導線分別接入檢測電路輸入端正負極實現檢測。

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，所述電極層的材料原料包括以下重量份的組分：納米銀100-120份、導電添加劑10-20份、粘結劑8-12份、分散劑4-6份。

4.根據權利要求3所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述導電添加劑為導電炭纖維。

5.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，所述介電層的材料原料包括以下重量份的組分：聚二甲基硅氧烷100-120份、硅膠40-60份、發泡劑10-12份、固化劑10-12份。

6.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，所述電極結構的制備方法，包括以下幾個步驟：

(1)介電層的制作：將硅膠、發泡劑、聚二甲基硅氧烷使用高速離心機將上述的原料混合均勻；在模具成型前將固化劑加入到上述的混合物中并再次混合均勻；

準備模具，將模具預熱到50-60攝氏度，然后將混合液注入到模具中，并將模具的溫度升到100-120攝氏度，同時保持溫度30-40分鐘，待完全固化后，將介電層取出；

(2)電極層的制備：將導電添加劑、粘結劑、分散劑軍研磨成粉末，粉末的大小為800-1000目，并將各種粉末與納米銀混合在一起，加水制作成分散液；

(3)將電極層構成的原料制作成的分散液涂布在介電層光滑的一面，并置于真空裝置中保持真空，待分散液中的電極層材料在介電層的表面附著后即可，以構成電極結構。

7.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述的介電層成形模具內部型腔與介電層結構互補，同時模具上模和下模內任意一側面開設有與圓柱凸起配合的凹槽，同時模具的外表面還安裝有電加熱單元。

8.根據權利要求6所述的柔性電容式壓力傳感器，其特征在于，所述模具還包括加厚層模具，加厚層與介電層的材料以及成形方法也一致，該加厚層模具的上模內側面和下模內側面均開設有與圓柱凸起配合的凹槽。