[实用新型]一种高灵敏度柔性压力传感器

说明书

本实用新型提供一种高灵敏度柔性压力传感器，包括上电极、压敏层、下电极，所述上电极、下电极为镀有铜的柔性PC板电极，所述压敏层是由两层带有微结构的碳纳米管(CNTs)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料薄膜“面对面”封装组成。本实用新型公开的一种高灵敏度柔性压力传感器，工艺简单、成本低廉、灵敏度高、响应速度快，且稳定性好。

技术领域

本实用新型属于传感技术领域，特别涉及一种高灵敏度柔性压力传感器。

背景技术

近年来，柔性压力传感器由于其高应变、高灵敏度、高耐久性等优势已在多个领域有着广泛的应用，如人体运动检测、健康诊断、智能服装和电子皮肤等。

柔性压力传感器根据敏感原理主要分为电容式、压电式、压阻式三类，制备方法各不相同。通常而言，基于导电填料填充聚合物带有微结构的柔性传感器可以实现高灵敏度、快速响应，但微结构加工技术,具有较高的加工成本,复杂的工艺,且工艺对材料的巨大浪费等弊端。通常要用到光刻、电子束蒸镀、磁控溅射、氧等离子体处理、3D打印等先进制造技术，增加了柔性传感器的制作成本，限制了柔性传感器的大范围使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高灵敏度柔性压力传感器，该传感器灵敏度高、响应速度快、稳定性好。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高灵敏度柔性压力传感器，包括上电极1-1、压敏层1-2以及下电极1-3，所述压敏层1-2为碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合材料薄膜，所述碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合材料薄膜的一个表面为带有凸起的微结构，两个碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合材料薄膜的凸起相对贴合，构成所述压敏层1-2。

碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合材料薄膜的另一个表面为平面，两个碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合材料薄膜的平面表面分别与上电极1-1、下电极1-3贴合。

所述上电极1-1、下电极1-3均为镀有铜的柔性PC板电极。

所述凸起为半球形，均匀分布。

所述碳纳米管为多壁碳纳米管，碳纳米管内径5～10纳米，外径10～31纳米，长度为10～30微米。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用一种溶液共混法制备碳纳米管/PDMS复合材料，工艺简单、易于操作，碳纳米管分散均匀，复合材料导电性良好，固化后拉伸性能良好；

2.本实用新型采用简单的腐蚀二氧化硅颗粒成型的制备工艺，操作过程简单、成本低廉、易于大范围使用；

3.本实用新型方法所制备的柔性压力传感器，具有良好的柔性，灵敏度高、响应速度快、稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型柔性压力传感器的结构示意图。

图中：上电极1-1、压敏层1-2、下电极1-3。

图2为本实用新型柔性压力传感器测量原理图。

图3为本实用新型实施例的碳纳米管/PDMS复合材料制备流程图。

图4为本实用新型实施例的压敏层的制备流程中薄膜一的结构图。

图5为本实用新型实施例的压敏层的制备流程中二氧化硅颗粒分散在薄膜一的表面的结构图。

图6为本实用新型实施例的压敏层的制备流程中薄膜二的结构图。

图7为本实用新型实施例的压敏层的制备流程中薄膜三的结构图。

图8为本实用新型实施例的压敏层的制备流程中双层薄膜的结构图。