一种压力感应电缆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压力感应电缆及其制备方法，涉及电缆技术领域，包括内部导电层，所述内部导电层的外部设有压感绝缘层，所述压感绝缘层的表面包裹有外部导电层，所述外部导电层的表面设有防护层。该压力感应电缆及其制备方法，通过采用同轴式设计，即使在抗高磁干扰性的情况下依然能保证防水、信号传输稳定等特点，除此之外还具有灵敏度高、可现场维护、连接简单等特点，特别的不需要极化工艺，生产相对简单，可长期稳定批量生产制造，除可被方便的应用于交通系统、边界监测、安全防护、无损监测、病床监测、体育运动等场合，还可以用于气象监测以及水下声呐超声系统等场合，保证了电信号的实时稳定性、准确性以及高效性。准确性以及高效性。准确性以及高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种压力感应电缆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电缆
，具体为一种压力感应电缆及其制备方法。

技术介绍

[0002]电式传感器是基于压电效应的传感器，是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成，压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出，压电式传感器被常用于测量力和能变换为力的非电物理量，它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等，缺点是压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器才能克服这一缺陷，特别的当用于高电磁干扰的场合时，其电信号的强度变弱、灵敏度变差，从而导致出现误报感应等情况，因此针对该缺陷我们提出了一种一种压力感应电缆及其制备方法。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种压力感应电缆及其制备方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种压力感应电缆，包括内部导电层，所述内部导电层的外部设有压感绝缘层，所述压感绝缘层的表面包裹有外部导电层，所述外部导电层的表面设有防护层。
[0005]优选的，所述内部导电层由多股金属圆丝构成。
[0006]优选的，所述压感绝缘层由柔软的高分子纳米压敏材料构成。
[0007]优选的，所述外部导电层由柔软金属材料构成。
[0008]优选的，所述防护层由坚硬的聚烯烃或共聚物构成。
>[0009]一种压力感应电缆的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1；内部导电层的制备，使用单根柔软金属丝诸如铜圆线、镀银/镀镍/镀锡铜圆线、铜/铝合金线、铝线等，按照一定的节径比(范围6～16)和根数(一般为1+6N，其中N为整数)使用绞合工艺，把若干根单丝导体绞合成圆形导体，必要时，为控制外径，可以使用紧压结构制得内部导电层；
[0011]S2；压感绝缘层的制备，选用厚度范围为10～76um，宽度为3～30mm的抗拉型纳米碳化硅压敏材料、PVDF压敏薄膜带、压敏陶瓷等材料，然后采用螺旋绕包的方式，紧密的包覆于内部导电层的外部，搭盖率从20％～80％，得到一定外径的半成品；
[0012]S3；外部导电层的制备，使用外径范围为0.03～0.25mm单根柔软金属丝诸如铜圆线、镀银/镀镍/镀锡铜圆线、铜/铝合金线、铝线或相应的金属扁线等，采用编织的成型方式，紧贴于压感绝缘层的外部，其编织密度不小于70％；
[0013]S4；防护层的制备，使用材料为坚硬的聚烯烃或共聚物通过挤出成型方式，使材料紧密的贴附于外部导电层，其厚度不小于0.5mm，制得成品电缆。
[0014]本专利技术提供了一种压力感应电缆及其制备方法，具备以下有益效果：
[0015]1、该压力感应电缆及其制备方法，通过采用同轴式设计，自内而外依次包括：内部导电层、压感绝缘层、外部导电层和防护层，当外界通过踩踏、挤压、冲撞、摩擦等方式导致压电线缆发生形变时，发电薄膜层感测外部压力并将其转换成电信号进而输出，当与相应电路结合时，就可方便清晰的反馈出效果，从而被应用于智能交通、周界安防、智能家居、监控、流量以及等领域，即使在抗高磁干扰性的情况下依然能保证防水、信号传输稳定等特点，除此之外还具有灵敏度高、可现场维护、连接简单等特点，特别的不需要极化工艺，生产相对简单，可长期稳定批量生产制造，除可被方便的应用于交通系统、边界监测、安全防护、无损监测、病床监测、体育运动等场合，还可以用于气象监测以及水下声呐超声系统等场合，保证了电信号的实时稳定性、准确性以及高效性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术电缆的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术用于医疗手术时，生命特征监控时号稳定程度示意图；
[0018]图3为本专利技术用于安全监控时，用压电线缆做成垫子，当人或物体压于其上时，信号的稳定程度示意图；
[0019]图4为本专利技术用于车载安全带感应时，安装于汽车座位上的电缆垫子，当人或物体压于其上时，信号输出的稳定程度图；
[0020]图5为本专利技术用于探测使用时，压电线缆埋置于地下，当人或物体压于其上时，信号输出的稳定程度和灵敏程度示意图；
[0021]图6为本专利技术压电线缆信号敏感度与载荷之间的关系示意图；
[0022]图7为本专利技术电信号与压强呈稳定的线性关系的结构示意图；
[0023]图8为本专利技术电缆在高频高干扰源下信号传输示意图。
[0024]图中：1、内部导电层；2、压感绝缘层；3、外部导电层；4、防护层。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0026]请参阅图1至图8，本专利技术提供一种技术方案：一种压力感应电缆，包括内部导电层1，内部导电层1的外部设有压感绝缘层2，压感绝缘层2的表面包裹有外部导电层3，外部导电层3的表面设有防护层4，内部导电层1由多股金属圆丝构成，压感绝缘层2由柔软的高分子纳米压敏材料构成，外部导电层3由柔软金属材料构成，防护层4由坚硬的聚烯烃或共聚物构成。
[0027]一种压力感应电缆的制备方法，包括以下步骤：
[0028]S1；内部导电层1的制备，使用单根柔软金属丝诸如铜圆线、镀银/镀镍/镀锡铜圆线、铜/铝合金线、铝线等，按照一定的节径比范围6～16和根数一般为1+6N，其中N为整数使用绞合工艺，把若干根单丝导体绞合成圆形导体，必要时，为控制外径，可以使用紧压结构制得内部导电层1；
[0029]S2；压感绝缘层2的制备，选用厚度范围为10～76um，宽度为3～30mm的抗拉型纳米
碳化硅压敏材料、PVDF压敏薄膜带、压敏陶瓷等材料，然后采用螺旋绕包的方式，紧密的包覆于内部导电层1的外部，搭盖率从20％～80％，得到一定外径的半成品；
[0030]S3；外部导电层3的制备，使用外径范围为0.03～0.25mm单根柔软金属丝诸如铜圆线、镀银/镀镍/镀锡铜圆线、铜/铝合金线、铝线或相应的金属扁线等，采用编织的成型方式，紧贴于压感绝缘层2的外部，其编织密度不小于70％；
[0031]S4；防护层4的制备，使用材料为坚硬的聚烯烃或共聚物通过挤出成型方式，使材料紧密的贴附于外部导电层3，其厚度不小于0.5mm，得到成品压电线缆。
[0032]采用同轴式设计，自内而外依次包括：内部导电层、压感绝缘层、外部导电层和防护层，当外界通过踩踏、挤压、冲撞、摩擦等方式导致压电线缆发生形变时，发电薄膜层感测外部压力并将其转换成电信号进而输出，当与相应电路结合时，就可方便清晰的反馈出效果，从而被应用于智能交通、周界安防、智能家居、监控、流量以及等领域，通过压电线缆代替压电式传感器，以纳米发电材料为核心的压电线缆代替接触式传感器用于智能交通领域、生命特征检测及周界安全等方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力感应电缆，包括内部导电层(1)，其特征在于：所述内部导电层(1)的外部设有压感绝缘层(2)，所述压感绝缘层(2)的表面包裹有外部导电层(3)，所述外部导电层(3)的表面设有防护层(4)。2.根据权利要求1所述的一种压力感应电缆，其特征在于：所述内部导电层(1)由多股金属圆丝构成。3.根据权利要求1所述的一种压力感应电缆，其特征在于：所述压感绝缘层(2)由柔软的高分子纳米压敏材料构成。4.根据权利要求1所述的一种压力感应电缆，其特征在于：所述外部导电层(3)由柔软金属材料构成。5.根据权利要求1所述的一种压力感应电缆，其特征在于：所述防护层(4)由坚硬的聚烯烃或共聚物构成。6.根据权利要求1
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5所述的一种压力感应电缆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1；内部导电层(1)的制备，使用单根柔软金属丝,按照一定的节径比(范围6～16...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新刚，胡光辉，马红杰，
申请(专利权)人：安徽龙航电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：