[发明专利]一种传感器的制备方法、应变栅制备装置和传感器

说明书

本发明公开了一种传感器的制备方法、应变栅制备装置和传感器，包括基体、模数转换器、电极和应变栅；基体采用木材，模数转换器、电极和应变栅均设置在木材表面、模数转换器输入端连接两个电极，应变栅位于两个电极之间，应变栅两端分别与两个电极连接，应变栅采用三维多孔碳材料制成。制备过程为：将木材放置在真空环境中，采用激光诱导的方法，在木材表面标刻生成应变栅；在木材上安装模数转换器；采用导电材料在木材上铺设两个电极和与电极连接的导线，两个电极分别连接应变栅两端，导线与模数转换器连接。传感器能够被降解，有利于环境的保护。

技术领域

本发明属于传感器领域，涉及一种传感器的制备方法、应变栅制备装置和传感器。

背景技术

传统的传感器多以金属以及半导体为原材料制作。如压力传感器，压阻式压力传感器现主要以康铜作为敏感材料，半导体压力传感器以硅片作为基片，而温度传感器如双金属片式传感器、热电偶传感，均需要金属作为敏感器件，在满足使用要求的同时，废弃的传感器由于难以降解，带来了巨大的环境污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种传感器的制备方法、应变栅制备装置和传感器，传感器能够被降解，有利于环境的保护。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种传感器的制备方法，包括以下步骤：

将木材放置在真空环境中，采用激光诱导的方法，在木材表面标刻生成应变栅；

在木材上安装模数转换器；

采用导电材料在木材上铺设两个电极和与电极连接的导线，两个电极分别连接应变栅两端，导线与模数转换器连接。

优选的，在木材正反两面均标刻、安装和铺设应变栅、模数转换器、电极和与电极连接的导线，木材正面的应变栅标刻为温度应变栅，木材背面的应变栅标刻为压力应变栅，在木材上安装数字信号处理器，将两个模数转换器输出端均与数字信号处理器输入端连接。

优选的，激光诱导加工过程中，采用波长1070nm、10KHz脉冲的激光，激光功率为9.5～10.5w，离焦距离为3.8～4.2mm，扫描速度为95～105mm/s，标刻次数为11-14次。

一种基于上述任意一项所述制备方法的传感器应变栅的制备装置，包括光纤激光器、真空腔、真空计和真空泵，真空腔为密闭腔体，顶部为透明玻璃，光纤激光器设置在真空腔顶部，光纤激光器输出端朝向真空腔内部，真空计和真空泵均与真空腔内部连通。

一种传感器，包括基体、模数转换器、电极和应变栅；

基体采用木材，模数转换器、电极和应变栅均设置在木材表面、模数转换器输入端连接两个电极，应变栅位于两个电极之间，应变栅两端分别与两个电极连接，应变栅采用三维多孔碳材料制成。

优选的，应变栅采用温度应变栅。

优选的，应变栅采用压力应变栅。

优选的，应变栅采用气体应变栅。

优选的，木材正反两面均设置有一组模数转换器、电极和应变栅，木材正面的应变栅采用温度应变栅，木材背面的应变栅采用压力应变栅，木材上设置有数字信号处理器，两个模数转换器输出端均与数字信号处理器输入端连接。

进一步，木材背面设置有两个凸块，其中一个凸块设置在木材背面一端，另一个凸块设置在靠近木材背面另一端位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：