[發明專利]一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器

有效

• 申請號: 202210095289.4
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114459333B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 楊賡;葉知秋;梁毅浩;龐高陽;徐凱臣;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01L1/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，拉伸應變傳感器對稱設置，包括應變傳感器主體(1)和應變信號讀取接口(2)；

應變傳感器主體(1)的兩端各設置有應變信號讀取接口，應變傳感器主體(1)兩端的應變信號讀取接口分別與應變傳感器主體的兩端電連接；

所述應變傳感器主體(1)由應變傳感器基底(3)、導電層(4)和主體封裝層(5)構成，應變傳感器基底(3)表面外附著有導電層(4)，附著有導電層(4)的應變傳感器基底(3)嵌裝在主體封裝層(5)內，兩端的應變信號讀取接口分別穿過主體封裝層(5)的對應端后設置在應變傳感器基底(3)的兩端；

所述應變傳感器主體(1)通過以下方法制備獲得：

首先對柔性多孔材料進行激光切割后獲得應變傳感器基底(3)，再將納米導電材料溶于分散劑中并攪拌均勻后，獲得納米導電材料混合溶液，接著將應變傳感器基底(3)置于納米導電材料混合溶液中充分浸泡后烘干，直至分散劑完全揮發，使得應變傳感器基底(3)外表面形成一層導電層(4)，獲得附著有導電層(4)的應變傳感器基底(3)；對所述附著有導電層(4)的應變傳感器基底(3)進行預壓縮，將壓縮后的附著有導電層(4)的應變傳感器基底(3)放置于模具中，將外部封裝材料澆注到模具中并加溫固化成型后使壓縮后的附著有導電層(4)的應變傳感器基底(3)嵌裝在主體封裝層(5)內，獲得應變傳感器主體(1)。

2.根據權利要求1所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述應變傳感器基底(3)包括多個柔性拉伸單元(8)和兩個柔性拉伸端(9)，多個柔性拉伸單元(8)之間依次連接構成直線拉伸結構，直線拉伸結構的兩端分別與兩個柔性拉伸端(9)相連，兩個柔性拉伸端(9)中分別設置有對應的應變信號讀取接口(2)；

其中每個柔性拉伸單元(8)內開設有鏤空結構；相鄰柔性拉伸單元(8)之間沿拉伸應變傳感器的拉伸方向進行拼接后構成直線拉伸結構。

3.根據權利要求2所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述柔性拉伸單元(8)為柔性菱形塊，每個柔性菱形塊內開設有菱形鏤空結構；相鄰柔性菱形塊之間沿拉伸應變傳感器的拉伸方向進行角拼接后構成直線拉伸結構。

4.根據權利要求3所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述每個柔性菱形塊的外角均為圓角。

5.根據權利要求3所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述每個柔性菱形塊的內角均為圓角。

6.根據權利要求1所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述應變信號讀取接口(2)主要由銅針(6)和與銅針(6)相連的信號傳輸導線(7)組成，銅針(6)設置在應變傳感器基底(3)和主體封裝層(5)中，并且銅針(6)與應變傳感器主體(1)電連接。

7.根據權利要求6所述的一種基于多孔柔性材料的拉伸應變傳感器，其特征在于，所述銅針(6)的軸向與拉伸應變傳感器的拉伸方向平行或者垂直。