[发明专利]一种基于微/纳米薄膜的电涡流力和/或变形和/或压力检测方法

说明书

一种基于微/纳米薄膜的电涡流力/变形/压力检测方法，其特征在于：所述检测方法包括：将微/纳薄膜置于被检测物的表面或嵌入其内侧，为提高检测灵敏度也可在微/纳薄膜表面或内部制作微纳结构；设置检测电路，将所述检测电路的检测单元置于所述被测物外侧，所述检测单元产生交变磁场；被检测物受力/变形/压力的变化会导致微/纳米薄膜产生变形，从而导致了微/纳米薄膜上感应电流发生变化，感应电流发生变化后，进而导致所述检测单元中的电感线圈的阻抗发生变化，基于所述阻抗变化即可感测被测物的力/变形/压力变化。该检测方法以无线、无源的检测方式实现信号检测，且方法中传感器的结构简单，稳定性高、可实现高灵敏度非接触的应变、应力、压力等信号测量。

技术领域

本发明专利属于检测领域，具体涉及一种基于微/纳米薄膜的电涡流力和/或变形和/或压力检测方法。

背景技术

当前，无线、无源传感器与无线、无源检测系统，以其不需提供电源，不用设计复杂的布线电路等优势，受到广泛关注。无线、无源传感器被广泛应用在各个领域，如在工业检测和自动控制系统中，石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业中的液位、力、应变的检测；汽车电子与轨道交通系统中，加速度测试与安全检测等；家用电器领域中，环境与器件检测；机器人与航空航天领域中，精密器件的精密测量；医疗与人体医学领域内，人体参数检测；环境保护领域内，恶劣情况下的系统参数检测与仪器部件检测等。

现阶段，无线、无源的检测方法，大致分为三种实现形式：

1.通过数个/大量电子元器件集成传感器/传感器及检测电路，将传感器/传感器及电路放置于检测点，电路通过电感线圈互感获取电能，同时传感器电路也通过电感线圈将信号传输至检测电路处理。此类实现方式，主要通过电阻式传感器或电容式传感器获取应力、应变等信息。电容式传感器可采用数个器件组成LC谐振的方式在检测端加上电感线圈组成谐振电路。电阻式传感器所需器件数量相对较多，需要在检测端进行信号调理和无线传输，需要更多的电子器件形成传感器及检测和无线传输电路。

2.通过IC工艺制作传感器专用检测芯片；将检测电路集成于一块超小封装的专用芯片，芯片通过电感线圈互感获取能量，同时芯片也通过电感线圈将信号传输至检测电路处理。

3.信号的传输形式与供能方式与前两条略有不同，传感器检测电路使用RFID技术，一般为NFC芯片，芯片一方面与检测电路无线连接，为传感器电路供电；另一方面，NFC芯片内部有A/D模块，将信号采样后，以固定通信方式将信号传输至检测电路处理。

通过分析现有的无线、无源检测技术，包括上述举例的三类方式，都存在一定的不足。以电子元器件集成的检测系统，内部的元器件需选用最小封装，且功耗极低的电子元件。集成后的系统尺寸对于特殊环境，如人体眼球等尺寸要求较高的场合依旧难以满足要求。其中，LC谐振式虽然是一种很简单的无线无源检测方式，但传感器部分仍需要电感线圈组成谐振电路，因此体积难以进一步缩小，同时LC谐振式的无线、无源检测系统的灵敏度不高，还需要进一步提高；以IC工艺制作超小的专用芯片，尽管在尺寸上有了进一步的提升，但整体的性价比不高，并且在传感器部分还是需要芯片及电路。近年来，电子标签为基础的无线无源检测方式越来越流行，但依旧很难彻底解决传感器端需要RFID电路造成的系统复杂、尺寸大等问题。综上所述，目前无线、无源检测方法依旧存在着结构复杂、传感器部分体积较大、传感器灵敏度低、系统成本高、难以用于人体等特殊环境等问题。