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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器技工,更为具体地,涉及一种电感式传感器及制备方法。
技术介绍
1、近些年来,由于传统的平面电子器件难以适应复杂多变的环境,柔弹性电子器件受到了广泛研究学者的关注。柔弹性电子器件具有可拉伸、可弯曲、且可与任意曲面共形的优点,在智慧医疗、健康监测以及智能机器人等领域具有重要的应用前景。
2、目前,广泛使用的三种主要类型的柔性电感式传感器分别是涡流传感器、互感式传感器和自感式传感器,其中,涡流传感器和互感传感器的结构需要至少两个彼此分离的部分,导致结构复杂性高,不便于穿戴式应用。相比之下,自感式传感器是基于结构变化来实现对力学量的感知,感测功能可以仅由一个电感线圈来实现,与其他两种感应传感器相比,这表现出更好的结构稳定性。因此更适合人体生理信号监测等应用场景。
3、但是,目前大多数柔性自感式传感器由铜线和印刷液态金属制成螺旋电感线圈,其制造以及集成到应用系统中的操作比较复杂,并且由于其特殊的结构也造成其很难与任意曲面共形,从而极大地限制了柔性传感器的应用。
4、因此,开发出一种高性能、低成本、适合多种场景应用的柔弹性电感式传感器具有重要的意义。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,本专利技术的目的是提供一种电感式传感器及制备方法,以解决现有传感器存在的制造结构复杂,不易与曲面共形,导致传感器使用范围及领域受限等问题。
2、本专利技术提供的电感式传感器,包括弹性基底、设置在弹性基底上的电感线圈、位于电感线圈两自由端的电极;其中
3、此外,可选的技术方案是,电极包括位于电感线圈中心的第一电极以及位于电感线圈外层的第二电极;并且,第一电极和第二电极位于电感线圈的同一条垂直线上。
4、此外,可选的技术方案是,电感线圈的相邻两导线之间的垂直距离为0.5mm~1.5mm。
5、此外,可选的技术方案是,电感线圈为圆形、方形或正多边形;并且,电感线圈的导线宽度相同,且电感线圈的每圈导线由外向内等比例缩小。
6、此外,可选的技术方案是,电感线圈在弹性基底上的厚度为0.08mm~0.12mm;电感线圈的宽度为0.5mm~1.5mm。
7、此外,可选的技术方案是,电极的材料包括固态导电金属、导电聚合物和液态金属。
8、此外,可选的技术方案是,基础导电材料包括液态金属,液态金属包括镓、镓铟合金、镓铟锡合金中的至少一种;辅助导电材料包括铁基、钴基、镍基、铜基、银基一元或多元金属、非晶软磁合金、碳纳米管、石墨、石墨烯中的至少一种。
9、此外,可选的技术方案是,弹性基底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的至少一种。
10、此外,可选的技术方案是,在弹性基底上设置有覆盖电感线圈以及电极的封装层;封装层的厚度不小于电感线圈和电极的厚度。
11、另一方面,本专利技术还提供一种电感式传感器的制备方法,包括:在预设有凹槽的模具中浇筑弹性基底的材料,并固化形成弹性基底;在弹性基底上采用3d打印的方式由外向内螺旋盘绕打印电感线圈,或者通过表面沉积在弹性基底上设置电感线圈,且电感线圈的相邻两导线之间的间距相同;在电感线圈的两个自由端分别设置电极并引出至外部电路;对弹性基底进行封装,形成覆盖电感线圈和电极的封装层。
12、利用上述电感式传感器及制备方法,设置弹性基底,通过3d打印的方式在弹性基底上将基础导电材料和辅助导电材料由外向内螺旋盘绕打印形成电感线圈,并确保电感线圈的相邻两导线之间的间距相同,能够提高传感器的拉伸、弯曲、折叠和扭转性能,可适用于多种领域及场景,具有较高的检测分辨率和检测稳定性。
13、为了实现上述以及相关目的,本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。然而,这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外,本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
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1.一种电感式传感器,其特征在于,包括弹性基底、设置在所述弹性基底上的电感线圈、位于所述电感线圈两自由端的电极;其中,
2.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
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9.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
10.一种电感式传感器的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
【技术特征摘要】
1.一种电感式传感器,其特征在于,包括弹性基底、设置在所述弹性基底上的电感线圈、位于所述电感线圈两自由端的电极;其中,
2.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的电感式传感器,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的电感...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈斌,毛健,胡超,刘宜伟,巫远招,尚杰,和子栋,赵世景,李润伟,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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