一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器制造技术

一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，包括作为拉伸载体的微流道以及填充于微流道内的功能物质液态导体，微流道内分布有离散微柱阵列，离散微柱阵列的间隙形成由应变驱动的智能门控；散微柱阵列在应变驱动下会产生上下不等的非均匀应变，其中，与微流道衬底连接处具有与微流道相同的应变，而愈向中部应变传递愈发衰减，从而引起相邻微柱的彼此接近甚至接触，实现门控闭合；闭合的门控导致功能物质液态导体所构建的导电通路在门控处的截面趋近于零，从而造成填充有功能物质液态导体的微流道两端电阻表现出数量级的变化，从而将应变信号转化为电信号，实现高灵敏、大拉伸性的应变传感；本发明专利技术兼具高应变系数以及大拉伸范围的优点。及大拉伸范围的优点。及大拉伸范围的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器


[0001]本专利技术属于传感器
，特别涉及一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器。

技术介绍

[0002]随着智能时代的逐渐到来，作为在智能机器人、人机交互、健康检测以及运动监控等领域有广泛应用的传感器的发展也有了更多要求。在诸多传感器类别中，应变传感器作为能够将局部变形转化为电信号的感知器件有着它独特的功能与应用，如检测结构件的局部应变或者是感知人/机器人的关节活动等。现如今，最常用的应变片由于其较小的应变范围、较低的应变系数在有特殊需求如超灵敏感知或者是大幅动作感知的应用中受限。因此，发展具有大拉伸范围、高应变系数的应变传感器具有重要意义。
[0003]最常见的应变片的传感原理主要是基于导电材料如铜、金等的尺寸形态变化：当导电材料受到拉伸时，其长度发生改变，同时在泊松效应作用下横截面也发生变化，从而导致电阻改变，而通过检测电阻值的变化即可感知应变。此类应变传感器完全依赖于由泊松效应引起的尺寸效应，其应变系数仅仅只与材料的泊松比相关。
[0004]近年来，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，其特征在于：包括作为拉伸载体的微流道(1)以及填充于微流道(1)内的功能物质液态导体(2)，微流道(1)内分布有离散微柱阵列(3)，离散微柱阵列(3)的间隙形成由应变驱动的智能门控(4)；离散微柱阵列(3)在应变驱动下会产生上下不等的非均匀应变，其中，与微流道衬底连接处具有与微流道相同的应变，而愈向中部应变传递愈发衰减，从而引起相邻微柱的彼此接近甚至接触，实现门控闭合(5)；门控闭合(5)导致功能物质液态导体(2)所构建的导电通路在门控处的截面趋近于零，从而造成填充有功能物质液态导体(2)的微流道两端电阻(6)表现出数量级的变化，从而将应变信号转化为电信号，实现高灵敏、大拉伸性的应变传感。2.根据权利要求1所述的一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，其特征在于：所述的微流道(1)和离散微柱阵列(3)的材料为具有拉伸性的可模塑成型的多种类聚合物，包括聚二甲基硅氧烷、脂肪族芳香族无规共聚酯，根据最大可拉伸范围进行选择。3.根据权利要求1所述的一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，其特征在于：所述的功能物质液态导体(2)的材料为具有导电性的各种类液体材料，包括离子液体、常温液态金属、碳系材料分散液；所述的功能物质液态导体(2)在微流道(1)中自由挤出、回流。4.根据权利要求1所述的一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，其特征在于：所述的智能门控(4)与离散微柱阵列(3)的单元形态相关，不同的单元形态所构建的智能门控具有不同的纵向接触长度，造成不同的电容变化范围，尺寸形态依据需求选择，单元形态包括圆形、菱形、方形。5.根据权利要求1所述的一种基于微流道非均匀应变分布的流体门控式应变传感器，其特征在于：所述的门控闭合(5)对应的临界应变大小与离散微柱阵列(3)的单元尺寸以及间隙尺寸相关，对应变传感的灵敏区间以及检测范围具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小亮，邵金友，罗永松，李祥明，田洪淼，王春慧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：