[发明专利]一种柔性温度传感器及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种柔性温度传感器及其制备工艺，所述传感器包括：位于传感器最顶层和最底层的柔性基底材料；位于底层基底材料之上的静电网；位于静电网之上的绝缘材料；位于绝缘材料之上的叉指电极；位于所述电极之上，并与电极紧密接触的纳米温度敏感材料；位于纳米温敏材料之上，并与之紧密接触的绝缘层材料；位于绝缘层材料之上的静电网材料；位于静电网之上的绝缘材料。本发明通过自组装技术在柔性基底上制备柔性温度传感器，可以适用于不规则形状物体的温度监测，本发明提出的柔性温度传感器具有柔性好，抗干扰能力强，成本低等突出优点。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种采用自组装技术来实现的柔性温度传感器及其制备工艺。

背景技术

温度传感器无论在工业领域还是个人使用领域都有着广泛的应用。例如热电阻、热电偶、光纤多种温度传感技术在各个领域得到了长足的发展。但是这些温度传感器普遍尺寸较大，对于小型物体的温度监测，很难进行安装布置；而且上述温度传感器是由非柔性材料制备，硬度较大，无法应用于三维物品的表面、用来测量三维物体的表面温度及分布情况。

并且，上述传感器具有使用寿命有限以及结构较复杂等缺陷，因此需要开发一种结构简单、可靠耐用、成本低、重量轻、灵敏度高以及测量范围可调的柔性温度传感器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的温度传感器较难测量特定表面的区域温度及防静电较弱，特定情景下温度检测精度较低等缺陷，提供一种全柔性、成本低、重量轻、灵敏度高的柔性温度传感器。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种柔性温度传感器，其特征在于，包括：位于传感器最顶层和最底层的柔性基底材料；位于底层基底材料之上的静电网；位于静电网之上的下绝缘材料；位于下绝缘材料之上的叉指电极；位于所述电极之上，并与电极紧密接触的纳米温度敏感材料；位于纳米温敏材料之上，并与之紧密接触的上绝缘层材料；位于上绝缘层材料之上的静电网材料。

进一步地说，所述柔性基板材料从天然橡胶、聚氨酯、硅橡胶、氟橡胶以及苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或聚异丁烯聚合物中选择。

进一步地说，所述纳米温度敏感材料为硅胶及聚吡咯的混合材料，其配比方案根据传感器量程及精度要求来制定。

进一步地说，所述结构靠近上下衬底材料层时覆盖有一层静电网，用于屏蔽高压电场的干扰。

进一步地说，所述电极及温敏材料的图形均采用3D打印方法直接或间接实现。

本发明还提供一种所述的柔性温度传感器的制备方法，其制备工艺包括：

(1)在上下柔性基底材料的表面制备静电网层；

(2)在两层静电网之间制备绝缘层，并在下绝缘层至上制备叉指电极层；

(3)在叉指电极层与上绝缘层之间制备温度敏感材料层。

(三)有益效果

本发明与现有技术相比有以下优点：

1、本发明柔性温度传感器的所有制作材料包括基底材料、电极材料、温度敏感材料，以及绝缘材料均为柔性材料，满足传感器的全柔性要求；

2、本发明的传感器量程及灵敏度可以由温度敏感材料中所含有填料的组分比例及自组装过程的控制实现，调节范围广。

附图说明

图1是本发明传感器第一实施例的结构示意图；

图2是本发明第一实施例传感器制备工艺的流程图；