本发明专利技术公开了一种可折叠式无源NFC柔性传感装置及其制法和使法，所述NFC柔性传感装置包括柔性基底，所述柔性基底包括一主体面和设在主体面四周的若干翻折面；所述的主体面上设有NFC线圈和一安装孔，NFC线圈上设有电阻预留位，安装孔上安装有与NFC线圈连接的叉指生化传感器；翻折面上设有若干与电阻预留位匹配的电阻。本发明专利技术在NFC标签通讯阈值不变的情况下，借助折纸结构，在选定的标签位置切换不同阻值的贴片电阻，通过判断NFC标签与通讯终端的通断识别柔性传感装置当前阻值；将识别到的传感器界面阻值代入预先建立好的数学拟合模型中，实现对目标物浓度的检测。该装置无需电池供电，柔性可弯折，同时还具有结构简单，成本低，可扩展性强等特点。可扩展性强等特点。可扩展性强等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种可折叠式无源NFC柔性传感装置及其制法和使法
[0001]本专利技术涉及一种传感装置及其制法和使法，尤其涉及一种可折叠式无源NFC柔性传感装置及其制法和使法。
技术介绍
[0002]柔性传感设备的结构灵活，可延展性高，形式多样，可以根据测量条件的要求任意设计，同时能够对复杂的环境及信号进行准确快速的实时检测，现今的柔性传感器在电子皮肤，生物制药，可穿戴电子产品以及航天航空中都有重要的作用。以纸为基底，将柔性可穿戴传感器与NFC有效结合既满足贴合在各种复杂生化环境的要求，又能高效实时便捷的检测出物质的浓度或含量。
[0003]NFC是在非接触式射频识别(RFID)和互联互通技术的基础上整合后演变而来，它在单一芯片上结合了感应式卡片、感应式读卡器和点对点的功能，从而实现了在短距离内与兼容设备进行识别与数据交换。商业化的NFC标签具有许多独特的优势，如无线无源，成本低廉，可延展性高且可以被手机直接读取，如果能够在商业标签的基础上进行一些改进和装饰，如与柔性可穿戴传感器件相互结合，那么这类NFC标签将具有广阔的应用前景。
[0004]智能手机具有强大的内置传感功能、丰富的接口、优秀的联网能力和数据处理与显示能力，使得以手机为主的移动终端在便携式的传感系统中起到重要的作用。近年来，无源的标签传感器和电子纹身成为研究热点。大部分无源的标签传感器或电子纹身都是基于RFID技术的。
[0005]虽然标签传感器本身有很多优势，但它们通常都需要一台笨重、昂贵且操作复杂的网络分析仪或阻抗分析仪来接收和处理数据。标签传感器和电子纹身的优势在于无源、无线、体积小巧、成本低廉和柔性可贴附等，它可以贴附于我们的身体或者集成在所需要检测的集成环境中。
[0006]目前尚未有将NFC和柔性传感设备相结合的传感器，且现有的标签传感器制备复杂、灵敏度不高、检测范围窄、稳定性不高、不具备便捷性。
技术实现思路
[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种制备简易、灵敏度高、检测范围广、稳定性强、便捷性高的可折叠式无源NFC柔性传感装置；本专利技术的另一目的是提供一种可折叠式无源NFC柔性传感装置的制备方法；本专利技术的另一目的是提供一种可折叠式无源NFC柔性传感装置的使用方法。
[0008]技术方案：本专利技术的可折叠式无源NFC柔性传感装置，所述柔性传感装置包括柔性基底，所述柔性基底包括一主体面和设在主体面四周的若干翻折面；所述的主体面上设有NFC线圈和一安装孔，NFC线圈上设有电阻预留位，安装孔上安装有与NFC线圈连接的叉指生化传感器；翻折面上设有若干与电阻预留位匹配的电阻。
[0009]进一步地，柔性基底为PI、PET或纸，优选为纸基，纸基是日常生活中得到广泛运用
的材料，来源广，成本低，因此纸基为理想的基板材料，普通a4纸厚度大约为0.104毫米，使折纸结构简易可实现。
[0010]进一步地，所述柔性传感装置还包括与NFC线圈连接的通讯终端，所述通讯终端为具有NFC模块的读写器。
[0011]进一步地，各翻折面上的电阻的阻值各不相同。
[0012]另一方面，本专利技术的可折叠式无源NFC柔性传感装置的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)通过微电子打印机在可折叠式柔性基底的主体面周边绘制NFC线圈；
[0014](2)将NFC芯片导电胶水固定在NFC线圈中预留芯片凹槽处，在翻折面上贴上若干个阻值不同的贴片电阻；
[0015](3)叉指生化传感器以检测面朝柔性基底面的形式与NFC线圈连接进而导通，然后裁剪纸面，使叉指电极区裸露。
[0016]进一步地，步骤(1)中，将导电银浆真空干燥后，用来绘制NFC线圈，其中真空环境为
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50KPa至
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100KPa，控制温度为26℃至37℃，真空时间为20分钟，直至导电银浆的导管表面看不到明显的气泡上升；使用点胶打印功能打印导电银浆形成NFC线圈，点胶打印功能打印线圈时，使用针头直径为0.25mm的点胶针头，点胶气压为45KPa，点胶速度为1mm/s，也可使用针头直径为0.16mm的点胶针头，点胶气压为110KPa，点胶速度为1mm/s。
[0017]进一步地，步骤(1)中包括二次校准微电子打印机绘制NFC线圈的位置与参数。
[0018]进一步地，步骤(1)中包括将绘制后的NFC线圈置于恒温干燥箱中干燥，其中温度为80
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120℃，干燥时间为20min到30min。
[0019]进一步地，NFC芯片为S50、PN532、NTAG213、NTAG215和NTAG216中任一一种。
[0020]另一方面，本专利技术的可折叠式无源NFC柔性传感装置的使用方法，包括以下步骤：
[0021](1)根据目标待测物，选择叉指生化传感器，测得此时生化传感器的界面阻值；
[0022](2)将生化传感器的检测面与待测物接触；翻折翻折面使各电阻按照阻值大小依次进入电阻预留位接入柔性传感装置中，选择实现通讯由通到断或是从断到通的特定电阻阻值；
[0023](3)从阈值电阻中扣除上述特定电阻阻值来计算叉指生化传感器的界面电阻，将界面电阻值代入叉指生化传感器的数学预测模型中，进而定量的表示检测物质的浓度。
[0024]本专利技术的原理：待测物在修饰有生物识别元件的叉指电极表面发生特异性反应，反应过程将导致柔性传感装置的总阻值发生变化，进而影响通讯终端与NFC标签的数据交互及能量传输；在NFC标签通讯阈值不变的情况下，借助折纸结构，在选定的标签位置切换不同阻值的贴片电阻，通过判断NFC标签与通讯终端的通断识别柔性传感装置当前阻值；将识别到的传感器界面阻值代入预先建立好的数学拟合模型中，实现对目标物浓度的检测。
[0025]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)以普通A4纸为基底，柔性可弯折，具有较好的工作特性，器件灵敏度高，同时还具有结构简单，能耗低，成本低，工艺兼容等特点，可实现大批量生产制作；
[0026](2)适配性强，可以与任意生化传感器进行组合，应用面广，在食品安全，药物检测，健康测量等多个领域都可发挥作用；
[0027](3)交互性良好，便携性强，检测成本低，只需一台智能手机即可实现检测物质浓度的定量检测，具有广泛的应用前景；
[0028](4)可重复利用率高，更换不同生化传感器与不同阻值的电阻以达到检测多个指标的目的，可扩展性强；
[0029](5)以折纸结构作为检测的手段，方便简便，便于研究者快速得到数据样本。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的可折叠式无源NFC柔性传感装置的三维模型示意图；
[0031]图2为本专利技术的制备流程图；
[0032]图3为本专利技术的使用流程示意图；
[0033]图4为实施例3中检测葡萄糖浓度的响应曲线。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0035本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可折叠式无源NFC柔性传感装置，其特征在于，所述柔性传感装置包括柔性基底(1)，所述柔性基底(1)包括一主体面(101)和设在主体面(101)四周的若干翻折面(1)；所述的主体面上设有NFC线圈(2)和一安装孔，NFC线圈(2)上设有电阻预留(5)位，安装孔上安装有与NFC线圈(2)连接的叉指生化传感器(4)；翻折面上设有若干与电阻预留位匹(5)配的电阻(6)。2.根据权利要求1所述的可折叠式无源NFC柔性传感装置，其特征在于，柔性基底(1)为PI、PET或纸。3.根据权利要求1所述的可折叠式无源NFC柔性传感装置，其特征在于，所述柔性传感装置还包括与NFC线圈(2)连接的通讯终端，所述通讯终端为具有NFC模块的读写器。4.根据权利要求1所述的可折叠式无源NFC柔性传感装置，其特征在于，各翻折面(1)上的电阻(6)的阻值各不相同。5.一种根据权利要求1
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4任一所述的可折叠式无源NFC柔性传感装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过微电子打印机在可折叠式柔性基底的主体面周边绘制NFC线圈；(2)将NFC芯片导电胶水固定在NFC线圈中预留芯片凹槽处，在翻折面上贴上若干个阻值不同的贴片电阻；(3)叉指生化传感器以检测面朝柔性基底面的形式与NFC线圈连接进而导通，然后裁剪纸面，使叉指电极区裸露。6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国，赵晟，汪小旵，张利涛，梁庭钰，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
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