[发明专利]一种并联式柔性应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种并联式柔性应变传感器，其特征在于：包括结构层和被封装在结构层上的若干导电聚合线路，所述结构层在背离导电聚合线路的背面设有呈阵列分布的凸起拉胀结构，所述导电聚合线路顺着结构层上的拉胀结构应变方向布置，所有导电聚合线路并联连接在两组导电胶之间，并通过导电胶引出传感器导线；所述结构层上还叠设有封装层，所述导电聚合线路封装于结构层和封装层之间；所述结构层和所述凸起拉胀结构一体成型；两组所述导电胶设置在结构层上的拉胀结构应变方向两端，所有导电聚合线路的两端分别与两组导电胶搭接；结构层上布置有四条导电聚合线路，四条导电聚合线路长度相等，按照M形轨迹首尾相连地布置在结构层表面上，相邻两条导电聚合线路中间的夹角为12°。

2.一种并联式柔性应变传感器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：在模具凹槽内均匀涂覆第一柔性基底液，放入恒温箱中固化形成结构层和凸起拉胀结构；

S2：在固化的、远离凸起拉胀结构的结构层表面布设导电聚合线路；

S3：将模具放入高压直流电场，使导电聚合线路沿电场线方向静置20～40min，然后放入恒温箱中将导电聚合线路固化；

S4：用导电胶将结构层上的所有导电聚合线路两端并联连接，并且将导电胶引出连接导线；

S5：待导电胶固化后，在结构层设置导电聚合线路的一面涂覆第二柔性基底液，放入恒温箱中固化得到封装层，以实现传感器封装；

S6：脱模后得到权利要求1所述的并联式柔性应变传感器。

3.根据权利要求2所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，所述步骤S1中，所述模具中设置拉胀结构凹模，对结构层上的凸起拉胀结构直接成型。

4.根据权利要求3所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，在步骤S2中，在固化的结构层采用3D打印导电聚合线路，具体步骤如下：将碳纳米材料混合液装入注射器中，以模具中固化的结构层为基底，通过3D打印机在结构层表面直接打印导电聚合线路。

5.根据权利要求4所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，所述碳纳米材料混合液由碳纳米材料和柔性基底液混合制成，所述碳纳米材料为碳纳米管、石墨烯、碳黑中的一种或多种，质量分数为3wt%～4wt%。

6.根据权利要求3所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，所述步骤S3中，所述高压直流电场的强度为2000V/cm。

7.根据权利要求4所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，在步骤S4中，所述导电胶为导电银胶，导线为铜丝。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的一种并联式柔性应变传感器的制备方法，所述第一柔性基底液和第二柔性基底液为热塑性聚氨酯、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷中的一种。