[发明专利]一种高宽容度柔性薄膜压力传感器及其制作工艺

说明书

本发明属于压力传感器技术领域，公开了一种高宽容度柔性薄膜压力传感器，包括上电极，和下电极，所述下电极位于上电极的下方，且下电极与上电极之间设置有压感油墨层，所述下电极位于上电极之间靠近压感油墨层的一侧安装有弹性调节结构，还公开了一种高宽容度柔性薄膜压力传感器制作工艺，本发明可以实现在不同压强作用下电阻发生变化，通过碳黑，碳纳米管，石墨烯不同形态的碳材料构建立体到点网络，真正做到点、线、面结合优化，通过调节碳材料含量可以调节电阻值，调节树脂种类以及含量和固化剂用量可以调节压感范围，可以适用于较大的动态范围，可以检测较小的压力变化，可以适应不同应用场景。

技术领域

本发明属于压力传感器技术领域，具体涉及一种高宽容度柔性薄膜压力传感器及其制作工艺。

背景技术

压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置，压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成，按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器，压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

目前比较成熟的压力传感器大部分是基于硬质基材制作的，在很多柔性应用场景非常局限，现有柔性薄膜压力传感器由于要兼顾柔性和灵敏度，无法适用较大的动态范围，并且无法检测较小的压力变化，无法适应不同应用场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高宽容度柔性薄膜压力传感器及其制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高宽容度柔性薄膜压力传感器，包括上电极，和下电极，所述下电极位于上电极的下方，且下电极与上电极之间设置有压感油墨层，所述下电极位于上电极之间靠近压感油墨层的一侧安装有弹性调节结构，所述弹性调节结构的两端分别与下电极与上电极接触。

优选的，所述上电极包括第一绝缘层和第一电极镂空区，所述第一绝缘层位于第一电极镂空区的一侧。

优选的，所述下电极包括子传感器、第二绝缘层和第二电极镂空区，所述第二绝缘层位于子传感器和第二电极镂空区之间。

优选的，所述子传感器包括子传感器C、子传感器A、子传感器D和子传感器B，所述子传感器D位于子传感器B的下方，所述子传感器C位于子传感器A的下方。

优选的，所述子传感器A的最小启动压强：1-5Pa，饱和压强：1000Pa，电阻范围：10^5-10^6欧。

优选的，所述子传感器B的最小启动压强：100-300Pa，饱和压强：10^5Pa，电阻范围：10^4-10^5欧。

优选的，所述子传感器C的最小启动压强：1000-3000Pa，饱和压强：10^6Pa，电阻范围：10^3-10^4欧。

优选的，所述子传感器D的最小启动压强：1-2*10^4Pa，饱和压强：10^6Pa，电阻范围：10^2-10^3欧。

优选的，所述子传感器C、子传感器A、子传感器D和子传感器B并联。

一种高宽容度柔性薄膜压力传感器制作工艺，包括：

S1：将碳黑5-10份、碳纳米管2-5份、石墨烯3-8份、聚氨酯树脂20-50份、封闭异氰酸酯固化剂10-20份、纳米氧化硅2-8份、凹凸棒土3-8份、分散剂10-25份、流平剂2份、消泡剂1份和DBE溶剂50-80份以一定比例混合，形成压感油墨；

S2：将集成电路印刷至上电极和下电极上；

S3：将第一绝缘层和第二绝缘层分别安装至上电极和下电极上；

S4：将弹性调节结构安装于上电极和下电极之间；