一种柔性管状电容式压力传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及压力传感器技术领域，具体是一种柔性管状电容式压力传感器，所述柔性管状电容式压力传感器包括：防护层护套管；压感薄膜形变电容极，所述压感薄膜形变电容极错位均匀分布在所述防护层护套管的内侧壁上，且相邻所述压感薄膜形变电容极之间的夹角为120

【技术实现步骤摘要】
一种柔性管状电容式压力传感器


[0001]本技术涉及压力传感器
，具体是一种柔性管状电容式压力传感器。

技术介绍

[0002]压力传感器是目前传感器领域应用最多的一种传感器，近年来随着航空航天，汽车，海洋环境，智能机器人，消费，便携式电子产品，可穿戴电子产品，仿生及生物医疗的发展，对于柔性压力传感器的需要也越来越旺盛，同时对柔性压力传感器的设计与制造提出了更高的要求。与传统压力传感器一样，柔性压力传感器按照原理也可分为压阻式柔性传感器、电容式柔性传感器和压电式柔性传感器。
[0003]目前，对于应用于仿生和生物医疗柔性压力传感器，具有极高的精度要求，同时也有对力的三维方向测需求，而普通的电容式压力传感器不具备测量力三维方向的能力，同时精度往往受到温度、静压、边缘效应和寄生电容等因素的影响，因此，针对以上现状，迫切需要开发一种柔性管状电容式压力传感器，以克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种柔性管状电容式压力传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种柔性管状电容式压力传感器，所述柔性管状电容式压力传感器包括：
[0007]防护层护套管；
[0008]压感薄膜形变电容极，所述压感薄膜形变电容极错位分布在所述防护层护套管的内侧壁上，且相邻所述压感薄膜形变电容极之间的夹角为钝角；
[0009]导体公共电容极，所述导体公共电容极贯穿设置在所述防护层护套管内，并与所述压感薄膜形变电容极组成电容器；以及
[0010]检测辅助模块，所述检测辅助模块分别与所述导体公共电容极和防护层护套管相配合安装，并与所述压感薄膜形变电容极电连接。
[0011]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0012](1)通过三个互成120
°
夹角的压感薄膜形变电容极，可以测量由外力作用引起电容极形变导致的电容量变化，并且测量到的不同方向的力大小不同，从而可以转化计算出压力的三维方向，提高了设备的准确性、实用性和灵活性；
[0013](2)通过频率检测放大可以将频率变化量与力的变换量推到关联，从而使产品具备测量aF级别电容值的超高精度，实现电容传感器的超高精度测量，可应用于仿生柔性关节压力测量、柔性仿生姿态识别、心脏脉搏跳动监测、血管清障、液位及气压测量等。
附图说明
[0014]图1为本技术整体的立体结构示意图。
[0015]图2为本技术中防护层护套管部分的主视剖视结构示意图。
[0016]图3为本技术中压感薄膜形变电容极部分的分布示意图。
[0017]图4为本技术整体的工作原理示意图。
[0018]图中：1
‑
压感薄膜形变电容极，2
‑
绝缘隔离层，3
‑
导体公共电容极，4
‑
薄膜电容导线，5
‑
防护层护套管。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]以下结合具体实施例对本技术的具体实现进行详细描述。
[0021]请参阅图1
‑
4，本技术实施例提供的一种柔性管状电容式压力传感器，所述柔性管状电容式压力传感器包括：
[0022]防护层护套管5；
[0023]压感薄膜形变电容极1，所述压感薄膜形变电容极1错位分布在所述防护层护套管5的内侧壁上，且相邻所述压感薄膜形变电容极1之间的夹角为钝角；
[0024]导体公共电容极3，所述导体公共电容极3贯穿设置在所述防护层护套管5内，并与所述压感薄膜形变电容极1组成电容器；以及
[0025]检测辅助模块，所述检测辅助模块分别与所述导体公共电容极3和防护层护套管5相配合安装，并与所述压感薄膜形变电容极1电连接。
[0026]所述检测辅助模块包括：绝缘隔离层2，所述绝缘隔离层2均匀分布在所述防护层护套管5内，并分别与所述压感薄膜形变电容极1和导体公共电容极3相配合安装；以及
[0027]薄膜电容导线4，所述薄膜电容导线4的一端贯穿在所述绝缘隔离层2上，并且与所述压感薄膜形变电容极1电连接，且所述薄膜电容导线4的数量与所述压感薄膜形变电容极1的数量相同。
[0028]所述导体公共电容极3为三棱柱体结构，其采用绝缘性好且具有强度的基材，基材为陶瓷或玻璃等材料，基材的表面上还涂覆或镀有导电性能好的材料，导电性能好的材料为铝、银或铜等材料。
[0029]所述绝缘隔离层2为中空的薄圆片结构，其采用涤纶树脂掺杂陶瓷然后通过纺丝法制备的复合纤维，具有良好的绝缘性。
[0030]请参阅图1和图2，所述防护层护套管5为胶囊状结构，并采用高柔性材料。
[0031]所述防护层护套管5为采用聚四氟乙烯或聚乙烯等高柔性材料的中空管。
[0032]在电容器工作时，首先，通过设置的防护层护套管5，其中，防护层护套管5为具有一定厚度的聚四氟乙烯中空管，其直径1mm，长度3mm，厚0.3mm，且由于防护层护套管5为高柔性材料，单个传感器的体积小分多级可以仿蠕动变化，从而实现传感器柔性，然后，通过设置的绝缘隔离层2，其中绝缘隔离层2为涤纶树脂掺杂陶瓷然后通过纺丝法制备的复合纤维，具有良好的绝缘性，绝缘隔离层2也可以是简单的陶瓷材料。在陶瓷棒上通过真空蒸镀一层很薄的金属铝，其厚度为5μm，经过蒸镀铝后的导电陶瓷棒裁剪成长0.1mm，高3mm的三
棱柱体圆棒作为导体公共电容极3，而导体公共电容极3通过UV固化树脂点胶固化封装到绝缘隔离层2中，再点胶固化到防护层护套管5内表面完成封装，其中，导体公共电容极3也可以是简单的金属材料，且通过设置的压感薄膜形变电容极1，其中压感薄膜形变电容极1通过UV固化树脂点胶固化封装到防护层护套管5的内表面上，且若干个压感薄膜形变电容极1呈错位均匀分布，在每一个压感薄膜形变电容极1一端丝印银极薄膜导线作为薄膜电容导线4，其通过UV固化树脂点胶固化封装到防护层护套管5的内表面，其中薄膜电容导线4的另一端连接外部检测电路，当防护层护套管5受到压力作用时，由电容决定式：C＝εS/(4πkd)可知，电容压力传感器的面积一定，压力量程不同会根据量程范围设计不同的面积的薄膜电极，但对于一款确定量程的压力传感器，是同一种材质，感应电极面积相同的电容传感器，电容的大小即和电容两极间的距离有关，当应变电极受力发生基板靠近或挤压发生形变时，电容值会发生形变，从而压力和电容值间存在量化关系，因此，通过错位均匀分布设置的若干个压感薄膜形变电容极1，可以测量由外力作用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性管状电容式压力传感器，其特征在于，所述柔性管状电容式压力传感器包括：防护层护套管；压感薄膜形变电容极，所述压感薄膜形变电容极错位均匀分布在所述防护层护套管的内侧壁上，且相邻所述压感薄膜形变电容极之间的夹角为钝角；导体公共电容极，所述导体公共电容极贯穿设置在所述防护层护套管内，并与所述压感薄膜形变电容极组成电容器；以及检测辅助模块，所述检测辅助模块分别与所述导体公共电容极和防护层护套管相配合安装，并与所述压感薄膜形变电容极电连接。2.根据权利要求1所述的柔性管状电容式压力传感器，其特征在于，所述检测辅助模块包括：绝缘隔离层，所述绝缘隔离层均匀分布在所述防护层护套管内，并分别与所述压感薄膜形变电容极和导体公共电容极相配合安装；以及薄膜电容导线，所述薄膜电容导线的一端贯穿在所述绝缘隔离层上，并且与所述压感薄膜形变电容极电连接，且所述薄膜电容导线的数量与所述压感薄膜形变电容极的数量相同。3.根据权利要求1所述的柔性管状电容式压力传感器，其特征在于，所述导体公共电容极为三棱柱体结构，其采用绝缘性好且具有强度的基材，且所述导体公共电容极的表面上还涂覆或镀有导电性能好的材料。4.根据权利要求3所述的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万刚，彭章军，王文平，
申请(专利权)人：深圳市威勤电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：