本发明专利技术公开了一种离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法、装置及介质，其中方法包括：将支撑结构放置于电极层与电解质层之间；控制支撑结构的影响因素，进行平行实验测试，获得数据；根据数据计算获得各支撑结构条件下传感器的灵敏度、线性度和承压范围；并分析各支撑结构对传感器灵敏度、线性度和承压范围各项性能影响的内在原因；获得离子电容式柔性压力传感器基于支撑结构调控的性能优化策略。本发明专利技术通过对用于辅助传感器封装的支撑结构进行调控，针对离子电容式柔性压力传感器在各类支撑条件下的性能进行分析和探讨，总结出各种影响因素对传感器性能的影响方式，可广泛应用于柔性可穿戴传感领域。于柔性可穿戴传感领域。于柔性可穿戴传感领域。
【技术实现步骤摘要】
离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法、装置及介质
[0001]本专利技术涉及柔性可穿戴传感领域，尤其涉及一种离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]随着技术的不断发展和人们物质生活水平的不断提高，柔性可穿戴设备在人工智能、健康监护等领域有了越来越广泛的应用，而可穿戴设备的性能提升则成为了科研工作者研究和拓展的主要目标。柔性可穿戴压力传感器作为柔性可穿戴设备的重要一环，在生理信号检测、人机交互界面、指纹识别、风洞实验等各领域中应用广泛。其中，离子电容式压力传感器作为目前研究领域的热点，具有高灵敏度、高漂移稳定性、低功耗、低温度依赖等优点，因此吸引了各国科研工作者的广泛研究，以期提升其灵敏度、线性度、承压范围等各项性能指标。
[0003]现有离子电容式压力传感器一般为上电极、电解质和下电极层层贴合而成的三明治结构，为提升传感器灵敏度、线性度等各项性能，大量研究工作着眼于电极和电解质层的结构设计和先进材料研究。其中结构设计的现有研究有金字塔结构、半球结构、棱柱结构、多孔结构、褶皱结构、随机粗糙表面结构等，电极材料的现有研究有碳材料、金属纤维材料、镀金聚合物材料等，电解质材料的现有研究则为各类聚合物与离子溶液的混合物。
[0004]此外，合理的封装方式不仅可以提升传感器性能的稳定性，同样对传感器灵敏度、线性度、承压范围等性能具有积极影响，但鲜有研究以此为调控核心实现传感器性能的大幅提升。而目前针对用于辅助封装的支撑结构对传感器性能的影响暂未得到系统研究，亟待进一步探索。<br/>
技术实现思路
[0005]为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法、装置及介质。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，包括以下步骤：
[0008]将支撑结构放置于离子电容式柔性压力传感器的电极层与电解质层之间；
[0009]控制支撑结构的影响因素，进行平行实验测试，统计各支撑条件下电容
‑
压强数据；
[0010]根据统计的电容
‑
压强数据，计算获得各支撑结构条件下传感器的灵敏度、线性度和承压范围；
[0011]基于支撑结构对传感器初始电容值、加载过程的阻碍方式的影响，分析各支撑结构对传感器灵敏度、线性度和承压范围各项性能影响的内在原因；
[0012]汇总得到离子电容式柔性压力传感器基于支撑结构调控的性能优化策略。
[0013]进一步地，所述支撑结构的厚度为电极层厚度的0.1～1倍；或，
[0014]所述支撑结构的厚度为电解质层厚度的0.1～1倍。
[0015]进一步地，所述支撑结构在长宽方向的形状，与电极层的形状保持对应一致。支撑结构在长宽方向的形状一般为环形，当电极与电解质层为圆形时，支撑结构形状为圆环；当电极、电解质层为矩形时，支撑结构形状则为矩形环，即与电极和电解质层的形状保持对应一致
[0016]进一步地，所述支撑结构用于提供传感器电极、电解质层之间的初始距离，以及用于阻碍传感器的加载过程。
[0017]进一步地，所述支撑结构对传感器加载过程的阻碍作用由两部分组成，其一为支撑结构自身在加载条件下的压缩，其二为加载条件下支撑结构位置因电极层或电解质层的弹性变形发生改变，进而造成传感器响应过程的改变。
[0018]进一步地，所述支撑结构因材质间性能差异，两部分阻碍作用的主次将发生不同程度的转换，进而对传感器的性能造成影响。
[0019]进一步地，所述电极层包括上电极和下电极；
[0020]所述将支撑结构放置于离子电容式柔性压力传感器的电极层与电解质层之间，包括：
[0021]将所述支撑结构放置于上电极与电解质层之间；和/或，
[0022]将所述支撑结构放置于下电极与电解质层之间。
[0023]进一步地，所述影响因素包括支撑结构的有无、支撑结构的材质以及支撑结构的厚度。
[0024]本专利技术所采用的另一技术方案是：
[0025]一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化装置，包括：
[0026]至少一个处理器；
[0027]至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0028]当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
[0029]本专利技术所采用的另一技术方案是：
[0030]一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
[0031]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对用于辅助传感器封装的支撑结构进行调控，针对离子电容式柔性压力传感器在各类支撑条件下的性能进行分析和探讨，总结出各种影响因素对传感器性能的影响方式，揭示了其背后原因，进而总结出了各种应用场景或传感器性能需求下支撑结构的优化策略。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本专利技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
[0033]图1是本专利技术实施例中基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的两种结构示意图；其中图1(a)为无支撑结构，图1(b)为有支撑结构；
[0034]图2是本专利技术实施例中无支撑、软&薄支撑、硬&薄支撑条件下离子电容式柔性压力传感器的电容
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压强测试数据及灵敏度统计；
[0035]图3是本专利技术实施例中无支撑、软&薄支撑、硬&薄支撑条件下离子电容式柔性压力传感器的电容
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压强归一化数据及数学公式拟合曲线；
[0036]图4是本专利技术实施例中硬&薄支撑、硬&厚支撑、硬&超厚支撑条件下离子电容式柔性压力传感器的电容
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压强测试数据及灵敏度统计；
[0037]图5是本专利技术实施例中硬&薄支撑、硬&厚支撑、硬&超厚支撑条件下离子电容式柔性压力传感器的电容
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压强归一化数据及数学公式拟合曲线；
[0038]图6是本专利技术实施例中一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0039]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：将支撑结构放置于离子电容式柔性压力传感器的电极层与电解质层之间；控制支撑结构的影响因素，进行平行实验测试，统计各支撑条件下电容
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压强数据；根据统计的电容
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压强数据，计算获得各支撑结构条件下传感器的灵敏度、线性度和承压范围；基于支撑结构对传感器初始电容值、加载过程的阻碍方式的影响，分析各支撑结构对传感器灵敏度、线性度和承压范围各项性能影响的内在原因；汇总得到离子电容式柔性压力传感器基于支撑结构调控的性能优化策略。2.根据权利要求1所述的一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，其特征在于，所述支撑结构的厚度为电极层厚度的0.1～1倍；或，所述支撑结构的厚度为电解质层厚度的0.1～1倍。3.根据权利要求1所述的一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，其特征在于，所述支撑结构在长宽方向的形状，与电极层的形状保持对应一致。4.根据权利要求1所述的一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，其特征在于，所述支撑结构用于提供传感器电极、电解质层之间的初始距离，以及用于阻碍传感器的加载过程。5.根据权利要求4所述的一种基于支撑结构调控的离子电容式柔性压力传感器的性能优化方法，其特征在于，所述支撑结构对传感器加载过程的阻碍作用由两部分组成，其一为...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢颖熙，张伯乐，陆龙生，林立惠，蔡思原，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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