[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110389657.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113504266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑同樂(lè);陳旻;閆祺瓏;婁翔;王宗榮;范宏;董亞波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/04;G01N15/08;G01B7/14
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬(wàn)尾甜;韓介梅

1.一種用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，包括壓敏單元、彈簧單元及將整個(gè)器件進(jìn)行封裝的封裝層，所述的壓敏單元由壓敏材料層及設(shè)于壓敏材料層兩側(cè)的電極層構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)，所述彈簧單元為由若干彈簧構(gòu)成的彈簧陣列，彈簧陣列的一端與壓敏單元接觸，另一端與封裝層接觸；所述的壓敏材料層由導(dǎo)電水凝膠制得，且表面具有微結(jié)構(gòu)；所述微結(jié)構(gòu)呈半橢球形狀，所述的導(dǎo)電水凝膠的制備方法如下：

將丙烯酰胺單體、丙烯酸單體和氯化鎳溶解在去離子水中，然后加入化學(xué)交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，再滴入催化劑四甲基乙二胺溶液，全部溶解后得到溶液a，放入真空干燥箱進(jìn)行排氣泡；

將羧甲基羥乙基纖維素溶解于去離子水中，得到溶液b；

將溶液a和溶液b混合，最后加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，得到溶液c，將溶液c放入真空干燥箱中排氣泡，導(dǎo)入模具中，用波長(zhǎng)為365nm的紫外光進(jìn)行引發(fā)聚合，時(shí)間為1h-3h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，具有微結(jié)構(gòu)的壓敏材料層是將導(dǎo)電水凝膠在特制模具中固化脫模形成，所述特制模具是采用針陣列在機(jī)械壓力的作用，在130℃條件下，通過(guò)10-50KPa的壓力作用于聚碳酸酯板，得到模板，在該模板上分布有凹坑陣列，凹坑形狀為半橢球形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，所述半橢球形狀的凹坑的離心率e范圍為0.80-0.98，高度為7-20μm。

4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，在所述壓阻傳感器預(yù)載50g載荷力時(shí)，其器件厚度范圍為1-2mm 。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，所述溶液a中丙烯酰胺單體、丙烯酸單體的摩爾比為1:1，二者總濃度為10mol/L；鎳離子與丙烯酸單體摩爾比為1:1-2:1；所述N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的濃度為0.002-0.02mol/L；所述的催化劑的加入量為占溶液a體積的4%；所述溶液b中羧甲基羥乙基纖維素的濃度為0.05wt%-1wt%，且溶液a和溶液b為等體積混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，所述的導(dǎo)電水凝膠的電導(dǎo)率范圍為1.2-3.0S/m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于裂隙監(jiān)測(cè)的壓阻傳感器，其特征在于，所述的封裝層為聚酯薄膜材料。