[發(fā)明專利]多通道柔性陣列式傳感器及其制法和監(jiān)測(cè)曲面金屬件受力方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110677253.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-06-18 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113375843A | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-09-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孟慶實(shí);王彥龍;王向明;張業(yè)偉;王朔;周志強(qiáng);王英波;劉建邦;馮媛媛;劉代強(qiáng);韓森森 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 沈陽(yáng)航空航天大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01L1/18 | 分類號(hào)： | G01L1/18;G01L5/00 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 馬海芳 |
| 地址： | 110136 遼寧省沈*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 通道 柔性 陣列 傳感器 及其 制法 監(jiān)測(cè) 曲面 金屬件 方法 | ||
1.一種多通道柔性陣列式傳感器，其特征在于，其包括多個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元、PU薄膜和導(dǎo)線，每個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元由導(dǎo)電銀漿固化連接有兩條導(dǎo)線，將多個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元按矩形矩陣排列，并由PU薄膜固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道柔性陣列式傳感器，其特征在于，所述的多個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元至少為六個(gè)，每個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元為(20～30)mm×(20～30)mm的矩形，厚度為1～1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道柔性陣列式傳感器，其特征在于，矩形矩陣中，相鄰兩個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元的間距為10～30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的多通道柔性陣列式傳感器，其特征在于，所述的多通道柔性陣列式傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)在0.4～0.8s內(nèi)其電阻變化率為61.2％～127.7％的明顯又快速響應(yīng)，其孔隙率≥50％，孔徑≤100μm。
5.一種多通道柔性陣列式傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：
將石墨烯和PDMS混合均勻，得到混合試劑A；
步驟2：
將混合試劑A和微米級(jí)NaCl混合均勻，并加入正己烷，得到混合試劑B；其中，按質(zhì)量比，混合試劑A中的PDMS：微米級(jí)NaCl＝10：(5～14)；微米級(jí)NaCl的粒徑為75～100μm；粒徑占比≥80％；
步驟3：
向混合試劑B中加入PDMS固化劑，得到混合物料；
將混合物料進(jìn)行涂膜，并固化，得到石墨烯/PDMS柔性傳感器；
將固化后的石墨烯/PDMS柔性傳感器浸入濃硫酸中進(jìn)行酸浸腐蝕，清洗、干燥后，得到石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器；
步驟4：
將石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器進(jìn)行切割，得到六個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元；
將石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元根據(jù)多通道柔性陣列式傳感器的布局方式進(jìn)行布控，然后每個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元的兩根導(dǎo)線通過(guò)導(dǎo)電銀漿固化連接，最后裁剪PU薄膜將六個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元包裹成間隔為10～30mm的陣列，得到多通道柔性陣列式傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道柔性陣列式傳感器的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，石墨烯采用熱膨脹-超聲聯(lián)合法制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道柔性陣列式傳感器的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，混合均勻采用溶劑共振法，采用的溶劑為正己烷，其工藝參數(shù)為超聲振蕩，振蕩頻率為35～40kHz，溫度控制在≤40℃，超聲時(shí)間為30～60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道柔性陣列式傳感器的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，其中，石墨烯占混合試劑A的質(zhì)量百分比為4％-6％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道柔性陣列式傳感器的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中，微米級(jí)NaCl采用低溫行星球磨法制得，其工藝參數(shù)：溫度為-15～-20℃，球料質(zhì)量比為，研磨球：NaCl＝(20～40):1，公轉(zhuǎn)速度為300～500r/min，自轉(zhuǎn)速度為公轉(zhuǎn)速度的2倍。
10.權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的多通道柔性陣列式傳感器的監(jiān)測(cè)曲面金屬件受力方法，其特征在于，包括以下步驟：
將多通道柔性陣列式傳感器貼合在曲面金屬件上，并將多通道柔性陣列式傳感器和數(shù)據(jù)采集器連接，根據(jù)每個(gè)石墨烯/PDMS多孔柔性傳感器單元輸出的電阻曲線變化，監(jiān)測(cè)曲面金屬件的受力變化。
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G01L 測(cè)量力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩、功、機(jī)械功率、機(jī)械效率或流體壓力
G01L1-00 力或應(yīng)力的一般計(jì)量
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G01L1-04 .通過(guò)測(cè)量量規(guī)的彈性變形，例如，彈簧的變形
G01L1-06 .通過(guò)測(cè)量量規(guī)的永久變形，例如，測(cè)量被壓縮物體的永久變形
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