[发明专利]正多边形多通道多孔柔性传感器及其制法和多通道故障监测方法

权利要求书

1.一种正多边形多通道多孔柔性传感器，其特征在于，该正多边形多通道多孔柔性传感器包括一个正多边形多孔柔性传感器单元、导线和信号采集系统，所述的正多边形多孔柔性传感器单元的每个角连接一根导线，每个导线引出两个支路，信号采集系统设置有N对正负极匹配的信号采集电极，N≥正多边形边的个数；其中，一个支路连接一个信号采集电极的正极，相邻角的一个支路连接该信号采集电极的负极，保证正多边形的每条边形成一个闭合通道。

2.根据权利要求1所述的正多边形多通道多孔柔性传感器，其特征在于，所述的正多边形多孔柔性传感器单元分为压力敏感层和保护层，压力敏感层中孔隙率为50％～60％，孔径为100μm±10μm，保护层的孔隙率为10％～20％，孔径为100μm±10μm。

3.根据权利要求1或2所述的正多边形多通道多孔柔性传感器，其特征在于，所述的信号采集系统连接计算机，计算机上设置有电阻波动变化监测软件。

4.根据权利要求2所述的正多边形多通道多孔柔性传感器，其特征在于，正多边形多孔柔性传感器单元的厚度≤1mm，其中，压力敏感层厚度为0.5～0.7mm，保护层厚度为0.3～0.5mm。

5.一种正多边形多通道多孔柔性传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备多孔柔性传感器单元

(1)以正己烷为溶剂，将膨胀石墨烯和柔性基底混合，超声分散，得到混合物A；

(2)将混合物A和微米级NaCl颗粒混合，得到混合液B；

(3)将混合液B加入固化剂，充分搅拌，倒在不粘板上，进行涂膜；此时，NaCl大部分沉降，分层，置于干燥箱内烘干固化，得到柔性传感器薄膜，其厚度≤1mm；

(4)将柔性传感器薄膜置于超声机中，以水为溶剂，进行超声，使得NaCl充分析出，得到多孔柔性传感器；其中，多孔柔性传感器分为压力敏感层和保护层；

(5)将多孔柔性传感器，根据环境形状和尺寸要求，切割成正多边形多孔柔性传感器单元；

步骤2：正多边形多通道多孔柔性传感器

将正多边形多孔柔性传感器单元中的每个角连接一根导线，每个导线引出两条支路，保证正多边形的每一条边都连接成一个闭合的回路；将一个回路连接一个信号采集系统的正负极，得到正多边形多通道多孔柔性传感器监测的基本结构；正多边形多孔柔性传感器单元平分成N等份，其中，N为正多边形的边的个数，对应各个信号采集电极，通过电阻波动变化，来具体判断故障发生的位置。

6.根据权利要求5所述的正多边形多通道多孔柔性传感器的制备方法，其特征在于，在步骤1的(1)中，按质量比，膨胀石墨烯：柔性基底＝1：(15～30)。

7.根据权利要求5所述的正多边形多通道多孔柔性传感器的制备方法，其特征在于，在步骤1的(1)中，超声频率为40KHZ，超声温度控制在30℃～40℃，超声时间为4～5h。

8.根据权利要求5所述的正多边形多通道多孔柔性传感器的制备方法，其特征在于，在步骤1的(2)中，微米级NaCl采用高能行星球磨机低温球磨制得，球磨温度为室温，球磨时间为30～45min，转速为3000～4000r/min，料球体积比1：(1～1.5)。

9.根据权利要求5所述的正多边形多通道多孔柔性传感器的制备方法，其特征在于，在步骤1的(2)中，按质量比，混合物A中柔性基底：微米级NaCl颗粒＝(2～1)：1。

10.一种正多边形多通道多孔柔性传感器的多通道故障监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将权利要求1～4任意一项所述的正多边形多通道多孔柔性传感器的压力敏感层贴合在待故障监测材料上，等待检测，多个信号采集电极对应正多边形的每一条边；当信号采集系统采集到电阻波动在1～5Ω之间小范围波动，判定为无任何外力作用；当信号采集系统采集到电阻波动大于50Ω，其余通道电阻波动依次递减，根据电阻的波动幅度和大小，从而判断出故障发生的位置。