[发明专利]可调量程电容式柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种可变量程电容式柔性压力传感器及其制备方法，其特征在于：该可变量程电容式柔性压力传感器由上电极层、柔性薄膜层、柔性腔体、磁流变介质层、下电极层和励磁线圈层组成；所述上电极层位于最上方；所述柔性薄膜层覆盖在柔性腔体上方；所述磁流变介质层被设置于柔性腔体中；所述柔性腔体下方是下电极层；所述励磁线圈层置于下电极层下方。

2.根据权利要求1所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述上电极层的材质为导电性良好的材料，为金属、无机导电材料或有机导电高分子材料中任一种或两种及以上材料的复合物。

3.根据权利要求1或2所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述柔性薄膜层的材质为柔韧性优良的聚二甲基硅氧烷。

4.根据权利要求1或2所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述柔性腔体的材质为柔韧性优良的有机物，柔性腔体两端留有通孔用于加注磁流变介质。

5.根据权利要求3所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述柔性腔体的材质为柔韧性优良的有机物，柔性腔体两端留有通孔用于加注磁流变介质。

6.根据权利要求1或2或5所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述磁流变介质层磁流变介质层填充在柔性腔体中，是一种磁场-粘度敏感性流体材料，为三部分组成：磁性纳米颗粒、非磁性载液和添加剂；其中，所述磁性纳米颗粒为四氧化三铁纳米颗粒、钕铁硼纳米颗粒或铁、钴、镍磁性金属纳米颗粒中任一种；所述添加剂为由超精细石英粉形成的硅胶，起到稳定分散纳米颗粒，防止团聚的作用；所述非磁性载液是水或硅油。

7.根据权利要求1或2或5所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述下电极层的材质为导电性良好的材料，为金属、无机导电材料或有机导电高分子材料中任一种或两种及以上材料的复合物。

8.根据权利要求6所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述下电极层的材质为导电性良好的材料，为金属、无机导电材料或有机导电高分子材料中任一种或两种及以上材料的复合物。

9.根据权利要求1或2或5或8所述可变量程电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述下励磁线圈层由柔韧性良好的绝缘高分子聚合物和金属线圈组成；其中，所述绝缘高分子聚合物为聚二甲基硅氧烷、PET或TPE中任一种；所述金属线圈的材质采用导电性良好的金属，金属线圈嵌入在绝缘高分子聚合物中。

10.一种如权利要求9所述可变量程柔性电容式压力传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)采用印刷工艺制备柔性薄膜层；

(2)采用沉积工艺在柔性薄膜层上制备一层电极层；

(3)采用3D打印法或模板法制备两端带通孔的柔性腔体，将柔性腔体粘贴在柔性薄膜层下方；

(4)采用沉积工艺在柔性腔体下方制备一层电极层；

(5)通过柔性腔体两端通孔向柔性腔体内注入磁流变介质，形成磁流变介质层，封堵通孔；

(6)将金属线圈浸泡在绝缘高分子聚合物溶液中，固化绝缘高分子聚合物，形成内嵌有金属线圈的励磁线圈层，将励磁线圈层粘附在下电极层下方。