[实用新型]一种双片式石墨基压阻式柔性压力传感器

说明书

本实用新型提出了一种双片式石墨基压阻式柔性压力传感器，包括第一纸张以及与其相粘合的第二纸张，所述第一纸张表面与第二纸张表面均涂覆有石墨薄膜，所述第二纸张的上表面设有石墨微纳结构以及与石墨微纳结构相连的微电极。当压力作用在传感器上表面时，上层石墨薄膜会与带有微纳结构的石墨薄膜接触，从而引起其电阻率发生的变化，此外，石墨微纳结构还会受到压缩作用引起其能带变化，从而进一步引起其电阻率发生明显的变化（压阻特性），从而实现了高灵敏度的力传感。相比现有的柔性压力传感器，本实用新型利用低成本的石墨作为功能材料制作柔性压力传感器并通过微纳结构及微纳接触敏感的方式实现高灵敏的压力传感，降低其响应时间。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种双片式石墨基压阻式柔性压力传感器。

背景技术

柔性压力传感器是建立在可弯曲或可延展基板上的用于检测两个接触面之间表面作用力大小的电子器件。因具有柔韧性较强、可穿戴性强、结构简单、重量轻等特点，使得柔性压力传感器在人体健康监测、医疗器械、柔性电子皮肤、柔性触摸屏、工业机器人、可穿戴电子产品等领域具有广泛的应用价值，比如在健康监测领域，柔性压力传感器可以贴合在人身体的各个部位，实现人体的呼吸、脉搏跳动、吞咽和眼压等人体生理信息的监测，从而使医生或患者方便地分析健康状态。

常见的柔性压力传感器有压阻式柔性压力传感器、电容柔性压力传感器和压电式柔性压力传感器。其中，压阻式柔性压力传感器是一种将外部刺激所引起的器件活性层电阻值变化转换为电信号输出的传感器。由于压阻式柔性压力传感器具有结构简单、集成和输出数据容易等特点，是目前研究最为广泛的一种柔性压力传感器之一。压阻式柔性压力传感器通常包括基板、活性层和电极三个部分。其中，活性层是柔性压力传感器最重要的组成部分，活性层的压阻特性、导电能力等性能直接决定着传感器的传感性能。目前，活性层一般是由敏感材料结合相关加工工艺制作而成的。因此，研究合适的敏感材料或微纳结构以及相关制作工艺是压阻式柔性压力传感器发展的关键。

目前，压阻式柔性压力传感器一般是基于金属纳米材料、碳基材料和复合材料等敏感材料结合气相沉积法、印刷法、溶液浸泡法等工艺制作而成的。虽然基于金属纳米材料、石墨烯、碳纳米管以及它们的复合材料制作的柔性压力传感器具有导电性好、灵敏度高等优点，但这些功能材料价格昂贵，从而一定程度上限制了柔性压力传感器批量化制造和更广泛的应用。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型目的在于提供一种低成本、高灵敏的石墨基柔性压力传感器。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种双片式石墨基压阻式柔性压力传感器，包括第一纸张以及与其相粘合的第二纸张，所述第一纸张表面与第二纸张表面均涂覆有石墨薄膜，所述第二纸张的上表面设有石墨微纳结构以及与石墨微纳结构相连的微电极。

本实用新型进一步设置为，所述石墨薄膜由铅笔直写或石墨溶液沉积得到。

本实用新型进一步设置为，所述石墨微纳结构表面带有一层二氧化硅薄膜。

本实用新型进一步设置为，所述二氧化硅薄膜通过化学气相沉积法(PECVD)在石墨表面沉积。

本实用新型进一步设置为，所述石墨微纳结构为微纳米量级。

本实用新型进一步设置为，所述石墨薄膜和石墨微纳结构的接触面积为微米量级。

本实用新型进一步设置为，所述第一纸张和第二纸张通过胶带或胶水粘合。

本实用新型进一步设置为，所述电极的材料采用银或铜或导电银浆。