柔性电容传感器及压力测量装置制造方法及图纸

本申请公开了一种柔性电容传感器及压力测量装置，柔性电容传感器包括依次层叠设置的第一柔性电极层、柔性绝缘层及第二柔性电极层；所述第一柔性电极层及所述第二柔性电极层均为单体结构；所述柔性绝缘层设置有多个用于提高所述柔性绝缘层柔性的孔隙。上述方案，第一柔性电极层及第二柔性电极层均为单体结构，较现有技术中采用复合层状结构，不存在因环境因素，如温度、湿度等造成不同层间脱落或破坏，造成柔性电容传感器失效的问题。

Flexible capacitance sensor and pressure measuring device

【技术实现步骤摘要】
柔性电容传感器及压力测量装置
本技术一般涉及传感器
，具体涉及一种柔性电容传感器及压力测量装置。
技术介绍
目前柔性电容传感器的柔性电极一般采用复合的多层结构，例如柔性电极采用塑料薄膜作为衬底，然后在衬底上形成金属薄膜，以形成柔性电极。对于塑料而言，其热稳定性是一个巨大的挑战。大多数塑料在环境中容易发生体积膨胀，导致在柔性电容传感器的制造过程中，形成在塑料上面的金属薄膜发生脱落或破坏，使柔性电容传感器失效。
技术实现思路
本申请期望提供一种柔性电容传感器及压力测量装置，用以克服现有技术中因金属薄膜与衬底发生脱落或破坏，使柔性电容传感器失效的问题。第一方面，本技术提供一种柔性电容传感器，包括依次层叠设置的第一柔性电极层、柔性绝缘层及第二柔性电极层；所述第一柔性电极层及所述第二柔性电极层均为单体结构；所述柔性绝缘层设置有多个用于提高所述柔性绝缘层柔性的孔隙。作为可实现的方式，所述柔性绝缘层包括至少一层柔性基底，所述柔性基底相背离的两面均设置有多个相互间隔的柔性凸起，同一面上设置的所述柔性凸起之间的间隙为所述孔隙。作为可实现的方式，不同面之间的所述柔性凸起交错设置；和/或，同一面上不同行或不同列的所述柔性凸起交错设置。作为可实现的方式，所述柔性凸起为立方体、长方体、圆柱、多棱柱、圆台、球冠和锥台中的至少任一种。作为可实现的方式，第一柔性电极层为导电橡胶层、导电硅胶层和导电纸中的任一种；和/或，第二柔性电极层为导电橡胶层、导电硅胶层和导电纸中的任一种。作为可实现的方式，所述柔性绝缘层为橡胶层、硅胶层和聚二甲基硅氧烷层中的任一种。作为可实现的方式，所述柔性凸起的厚度为5-10μm。作为可实现的方式，所述柔性基底的厚度为10-20μm。作为可实现的方式，通过丝网印刷或压印形成所述柔性凸起。第二方面，本技术提供一种压力测量装置，包括上述的柔性电容传感器。上述方案，第一柔性电极层及第二柔性电极层均为单体结构，较现有技术中采用复合层状结构，不存在因环境因素，如温度、湿度等造成不同层间脱落或破坏，造成柔性电容传感器失效的问题。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术实施例提供的柔性电容传感器的使用状态示意图；图2为本技术实施例提供的柔性绝缘层的俯视图；图3为本技术另一实施例提供的柔性绝缘层的俯视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1、图2所示，本技术实施例示出的一种柔性电容传感器，包括依次层叠设置的第一柔性电极层1、柔性绝缘层及第二柔性电极层4；第一柔性电极层1及第二柔性电极层4均为单体结构；柔性绝缘层设置有多个用于提高所述柔性绝缘层柔性的孔隙5。本文所指的单体结构是说，第一柔性电极层1及第二柔性电极层4均是一个独立的层状结构，而不是由多层不同材料的层堆叠复合的结构，该单体结构不会因温度、湿度等条件的变化而出现相互间脱落的情况。上述方案，因为第一柔性电极层1及第二柔性电极层4均为单体结构，较现有技术中采用复合层状结构，不存在因环境因素，如温度、湿度等造成不同层间脱落或破坏，造成柔性电容传感器失效的问题。此外，由于柔性绝缘层设置有多个用于提高柔性绝缘层柔性的孔隙5，使得在第一柔性电极层1和/或第二柔性电极层4上施加压力后，柔性绝缘层易于发生形变，即该柔性电容传感器更容易被压缩。然而，该柔性电容传感器的电容值，是受第一柔性电极层1与第二柔性电极层4间的距离和柔性绝缘层的介电常数决定的，在施加压力后，受力部位第一柔性电极层1与第二柔性电极层4间的距离变小，同时柔性绝缘层受力部位的孔隙5内的空气被挤出，柔性绝缘层的介电常数变大，使得该柔性电容传感器的电容值更容易发生变化。具体地，可以参见以下公式：C＝εS/d；其中，C为该柔性电容传感器的电容，ε为柔性绝缘层介电常数，S为第一柔性电极层1与第二柔性电极层4间的等效面积，d为第一柔性电极层1与第二柔性电极层4间的距离。由上不难看出，由于柔性电容传感器更容易被压缩且被压缩时介电常数变大，则电容值更容易发生变化，因此该柔性电容传感器具有较高的灵敏度。作为可实现的方式，柔性绝缘层包括至少一层柔性基底3，柔性基底3相背离的两面均设置有多个相互间隔的柔性凸起2，同一面上设置的柔性凸起2之间的间隙为所述孔隙5。在柔性绝缘层厚度相同的情况下，设置了柔性凸起2的柔性绝缘层较实心结构，在受力相同的情况下更容易发生形变以提高该柔性电容传感器的灵敏度。同时，通过设置柔性凸起2，使相邻的柔性凸起2之间形成了上述的孔隙5，在受力相同的情况下，孔隙5内的空气被挤出，使得柔性绝缘层的介电常数发生变化，亦利于提高该柔性电容传感器的灵敏度。作为可实现的方式，为了提高柔性绝缘层在受到相同力的情况下的变形量，以进一步提高该柔性电容传感器的灵敏度，则不同面之间的柔性凸起2交错设置。这里所说的交错设置是指，柔性基底3两侧的柔性凸起2是错位的，即其中一面的柔性凸起2对应于另一面的孔隙5。除了不同面见的柔性凸起2是错位设置的，同一面中不同行或列的柔性凸起2也可以是错位的。作为可实现的方式，所述柔性凸起2为立方体、长方体、圆柱、多棱柱、圆台、球冠和锥台中的至少任一种。例如，图2所示的实施例中，柔性基底3上设置的柔性凸起2为立方体，图3所示的实施例中，柔性基底3上设置的柔性凸起2为圆柱。作为可实现的方式，第一柔性电极层1为导电橡胶层、导电硅胶层和导电纸中的任一种；和/或，第二柔性电极层4为导电橡胶层、导电硅胶层和导电纸中的任一种。其中，导电橡胶层是采用导电橡胶经成膜工艺做成导电橡胶薄膜，导电橡胶是在橡胶内掺入一定量的金属粉末，使其由绝缘体变为导体，可以通过改变加入金属粉末的量改变其电阻率。导电硅胶层是采用导电硅胶经成膜工艺做成导电硅胶薄膜，导电硅胶是在硅胶内掺入一定量的金属粉末，使其由绝缘体变为导体，可以通过改变加入金属粉末的量改变其电阻率。导电纸是在基纸内含有纳米银、碳纳米管等材料，使基纸具有导电性。导电纸例如但不限于采用以下方式制备，提供两片滤膜，滤膜例如为PVDF(PolyvinylideneFluoride；聚偏二氟乙烯)滤膜，在其中一个PVDF滤膜上依次分别倾倒纳米纤丝化纤维素(NFC)分散体及四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)，经PVDF滤膜过滤并在PVDF滤膜上形成一个薄层结构，在另外一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电容传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一柔性电极层、柔性绝缘层及第二柔性电极层；/n所述第一柔性电极层及所述第二柔性电极层均为单体结构；/n所述柔性绝缘层设置有多个用于提高所述柔性绝缘层柔性的孔隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性电容传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一柔性电极层、柔性绝缘层及第二柔性电极层；
所述第一柔性电极层及所述第二柔性电极层均为单体结构；
所述柔性绝缘层设置有多个用于提高所述柔性绝缘层柔性的孔隙。


2.根据权利要求1所述的柔性电容传感器，其特征在于，所述柔性绝缘层包括至少一层柔性基底，所述柔性基底相背离的两面均设置有多个相互间隔的柔性凸起，同一面上设置的所述柔性凸起之间的间隙为所述孔隙。


3.根据权利要求2所述的柔性电容传感器，其特征在于，不同面之间的所述柔性凸起交错设置；和/或，
同一面上不同行或不同列的所述柔性凸起交错设置。


4.根据权利要求2或3所述的柔性电容传感器，其特征在于，所述柔性凸起为立方体、长方体、圆柱、多棱柱、圆台、球冠和锥台中的至少任一种。


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【专利技术属性】
技术研发人员：赵学宁，贾小波，吴洪江，苏毅烽，陈锦峰，俞伟明，孔小丽，姚文健，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，福州京东方光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11