[发明专利]基于微液滴的全柔性无源压力传感器及其制造方法及其检测方法

说明书

本发明公开了一种基于微液滴的全柔性无源压力传感器及其制造方法及其检测方法，基于微液滴的全柔性无源压力传感器，包括：形成感应腔室的两层导电电极，滴于感应腔室内的感测液滴，设于感应腔室两侧的传感器线圈，设于传感器线圈内的间隔层，覆盖导电电极和传感器线圈的柔性覆盖膜，感应腔室内设有供感测液滴扩展的空间。本发明在外部负载作用下，传感器的柔性覆盖膜发生弯曲形变，压迫内部的感测液滴向四周扩展，从而改变设备的电容值；将谐振频率的相应变化转换为可由外部电磁耦合线圈检测的信号，传感器具有灵敏性高，可靠重复性，高稳定性，检测方便，检测精度高的优点。

技术领域

本发明属于电容压力传感技术，具体涉及一种穿戴式压力传感器及其制造方法及其检测方法。

背景技术

当下新兴领域，如，健康监测，机器人技术和术后修复等，在精确、相容性以及低成本的传感技术方面的需求越来越强烈。近年来触觉感知在学术界和工业界引起了越来越多的关注。Ismailova小组曾报道一种方法，将导电聚合物和离子液体凝胶混合物整合到针织聚酯基材上，形成织物电极。当电极接触皮肤后，可以顺利捕获电生理信号。此外，微流体，特别是微液滴技术的发展为柔性触觉传感提供了新的思路。通常，微液滴定义为直径在几百微米范围的小液滴，它具有较大的表面积体积比，响应速度快，易操作，机械可塑性好，制造成本低等诸多优点。已经有实例在柔性压力传感器中引入微米离子液滴阵列来检测皮肤表面的动脉血压。

电容传感设备器件结构简单、功耗低、抗干扰能力强,在可穿戴电气设备的发展中起着至关重要的作用。特别的，电容传感技术与LC无源平台结合,可用于远程生理信号，如眼压信号的监测。在本工作中，我们提出了一种基于微液滴的LC无源触觉传感器，通过外力改变器件共振频率，并通过远程耦合的电磁变化进行测量。需要指出的，基于微液滴的电容式传感单元采用高介电常数的小液滴作为感测元件，传感器的整体电容变化主要取决于传感液滴的几何特征 (如直径和高度)变化。相比之下，以前报道的LC无源传感器只能响应两个平行板之间的高度变化，因此灵敏度提高的空间有限。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于微液滴的全柔性无源压力传感器及其制造方法及其检测方法，在外部负载作用下，传感器的柔性覆盖膜发生弯曲形变，压迫内部的感测液滴向四周扩展，从而改变设备的电容值；将谐振频率的相应变化转换为可由外部电磁耦合线圈检测的信号，传感器具有灵敏性高，可靠重复性，高稳定性，检测方便，检测精度高的优点。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

基于微液滴的全柔性无源压力传感器，包括：形成感应腔室的两层导电电极，滴于感应腔室内的感测液滴，设于感应腔室两侧的传感器线圈，设于传感器线圈内的间隔层，覆盖导电电极和传感器线圈的柔性覆盖膜，感应腔室内设有供感测液滴扩展的空间。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，导电电极和传感器线圈为导电金属制成。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，传感器线圈包括：上半线圈，下半线圈，设于上半线圈和下半线圈之间的折叠部。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，感测液滴为高介电常数的液体。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，柔性覆盖膜为高分子薄膜。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，间隔层为丙烯酸类双面胶带。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器，柔性覆盖膜的厚度范围为 5-300μm，导电电极的厚度范围为1-20μm，间隔层的厚度范围为50-250μm。

前述的基于微液滴的全柔性无源压力传感器的制造方法，包括如下步骤：

步骤一，准备一块覆盖导电金属的柔性覆盖膜；