[发明专利]磁感应电缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆，尤其是涉及一种磁感应电缆。

背景技术

通常电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘和保护层制成的。电缆可以用来传输电信号、光学信号等信息。随着科学技术的发展，为了使用更加便捷或者适用于一些外接电源不便利的环境，出现了自发电电缆。这些电缆不但使用方便，而且应用领域非常广泛。例如可以用作交通轴传感器测试车重、车速，用作压电电缆开关，或者用作接触式传声器。

压电材料在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷。压电材料可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料，现有自发电电缆通常采用极化聚偏氟乙烯（PVDF）、聚二氟乙烯和聚三氟乙烯共聚物作为压电材料。

目前压电材料自发电电缆的基本原理为当电缆受到压力或被拉伸，由于压电材料而产生正比于压力的电荷或者电压信号，从而能够传输电信号或光学信号。目前，自发电电缆已经广泛用于声学、医疗、工业、交通、安防等众多领域，正逐步改变人们的生活和工作方式，成为社会发展的趋势。然而，目前的自发电电缆通常只能应用于需要外力的环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有自发电电缆利用压电材料，从而仅能用于需要外力的环境的缺陷，提供了一种磁感应电缆，利用磁性粒子将外界磁场转化为位移形变，从而产生摩擦电，适用于磁场环境。

为了解决上述技术问题，本发明提供的第一技术方案是：一种磁感应电缆，该磁感应电缆包括依次同轴设置的第一电极芯、第一聚合物层、第二聚合物层以及第二电极层，其中第一聚合物层和第二聚合物层中的至少之一分布有磁性粒子。

前述的磁感应电缆，所述第一聚合物层和第二聚合物层相对表面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构。

前述的磁感应电缆，所述第一聚合物层和第二聚合物层表面上设置的微纳凹凸结构为纳米级至微米级的凹凸结构，优选凸起高度50nm-300nm的纳米凹凸结构。

前述的磁感应电缆，所述磁性粒子为平均直径为1μm-50μm的磁性微米粒子，或平均直径为1nm-100nm的磁性纳米粒子；在第一聚合物层其朝向第一电极芯方向的内部，以及在第二聚合物层其朝向第二电极层方向的内部均存在未分布磁性粒子区域。所述磁性粒子优选为球形的，所述磁性粒子选自饱和磁化强度高的材料。

前述的磁感应电缆，所述磁性粒子的饱和磁化强度为500高斯-3000高斯。

前述的磁感应电缆，所述第一聚合物层和/或第二聚合物层中所述磁性粒子与聚合物材料的重量比是10-50：100，并且所述磁性粒子在第一聚合物层和/或第二聚合物层中形成海岛结构。

前述的磁感应电缆，所述第一电极芯所用材料是金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

前述的磁感应电缆，所述第一电极芯是实心的或空心的。

前述的磁感应电缆，所述第二电极层所用材料选自铟锡氧化物、石墨烯电极、银纳米线膜，以及金属或合金，其中金属是金、银、铂、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钼、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、锰合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、铋合金、铟合金、镓合金、钨合金、钼合金、铌合金或钽合金。

前述的磁感应电缆，所述第一聚合物层与第二聚合物层所用材料不同，分别独立的选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维（再生）海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。

为了解决上述技术问题，本发明提供的第二技术方案是：一种磁感应电缆，该磁感应电缆包括依次同轴设置的第一电极芯、第一聚合物层、以及第二电极层，其中第一聚合物层中分布有磁性粒子。

前述的磁感应电缆，所述第一聚合物层和第一电极芯相对表面中的至少一个面上设置有微纳凹凸结构。