【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器领域，具体涉及一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器及制备方法。
技术介绍
1、柔性蒙皮是变构高速飞行器实现光滑连续变形、防护高速飞行产生的气动热的关键部件，对飞行器的气动与安全性能具有至关重要的作用。其中主动热防护柔性蒙皮通过自泵送冷却工质产生的对流换热、相变吸热和气膜隔热等主动热防护手段显著提高了柔性蒙皮的耐高温性能。然而，现有的主动热防护柔性蒙皮不能根据其表面温度分布情况差异性泵送冷却工质，每次需要以温度最高点的冷却工质需求量为全蒙皮所有管道以同一标准进行冷却工质输送，导致主动热防护柔性蒙皮冷却工质利用率低，为飞行器载荷增加负担，为提升柔性蒙皮主动热防护效率，需要使主动热防护柔性蒙皮具备温度自感知能力，实时监测柔性蒙皮表面的温度分布情况，现有是通过温敏材料与柔性基底材料得到的可拉伸温度传感器来实现温度测量。
2、目前可拉伸温度传感器应变不敏感结构设计主要分为三种：(1)微观几何结构设计主要是对可拉伸柔性基底施加预拉伸应变，在其表面形成微尺度、周期性、波纹状的几何结构，从而实现预应变施加方向的应变不敏感，应变不敏感范围可以通过改变预应变的大小进行调控。
3、(2)宏观类蛇形结构主要是将温敏材料设计成s形、蛇形、马蹄形等类蛇形结构，拉伸过程以弧形曲率变化提供应变不敏感结构裕量，从而实现应变解耦。然而，目前此类研究大多都是单方向的结构设计，仅能实现结构设计方向的单轴拉伸应变不敏感性。极少数有将类蛇形结构纵横排列、正交集成，从而支持不同拉伸方向的应变解耦，但其可拉伸范围十分有限，最大应变不敏感
4、(3)宏观kirigami结构是将温敏材料与柔性基底材料分层集成，然后切割成kirigami结构，通过面外变形来释放应变。同样仅支持kirigami结构单元排列方向的单轴拉伸应变解耦。
5、由于可拉伸温度传感器应变不敏感结构设计的方向性，导致绝大多数的可拉伸温度传感器只能实现单一方向拉伸应变作用下的温度解耦测量，无法实现不同方向单轴拉伸应变的解耦，极少数可拉伸温度传感器通过分形结构设计可以实现不同方向单轴拉伸应变的解耦，但应变不敏感范围却十分有限。因此，需要针对飞行器主动热防护柔性蒙皮研制一种拉伸范围大、且能实现多向应变不敏感可拉伸温度传感器。
技术实现思路
1、针对现有技术中提到的问题，为提升柔性蒙皮主动热防护效率，需要使主动热防护柔性蒙皮具备温度自感知能力，实时监测柔性蒙皮表面的温度分布情况。本专利技术提出一种温敏材料与柔性基底材料可靠集成、且能随柔性蒙皮变形的多向应变不敏感(可拉伸率>80％)可拉伸温度传感器，以实现对柔性蒙皮表面温度的实时监测，使主动热防护柔性蒙皮具备温度自感知能力。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，包括柔性衬底以及设于柔性衬底上的至少一个温敏单元；所述温敏单元包括n个相连的收缩单元，相邻收缩单元之间设有约束点，其中收缩单元包括聚合物封装以及设于聚合物封装内的温敏电极。
4、优选地，所述收缩单元呈倒u形设置，收缩单元形成的夹角为可沿任意方向收缩的夹角。
5、优选地，收缩单元远离夹角的一端设有约束点。
6、优选地，所述n为偶数，且n≥4，其中n个温敏单元环形依次相连。
7、优选地，环形依次相连为轴对称的几何图形。
8、优选地，所述柔性衬底为硅胶、ecoflex、pdms以及橡胶中的任意一种。
9、一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
10、s1：取双组份相同质量的聚合物前驱体，混合搅拌均匀后得到聚合物预聚体；
11、s2：将脱模剂喷涂至温敏单元模具表面，使得脱模剂在模具表面形成均匀涂层；
12、s3：待涂层干燥后，将步骤s1中的聚合物预聚体滴灌至温敏单元模具中并去除气泡，进行第一次加热固化；
13、s4：将温敏电极粘附在聚合物预聚体上，再次将步骤s1中的聚合物预聚体滴灌至温敏单元模具中并去除气泡，进行第二次加热固化，完成聚合物封装；
14、s5：将冷却后聚合物封装脱模，得到温敏单元。
15、优选地，所述聚合物封装上设有凸起，凸起与设于柔性衬底上的凹坑匹配相连。
16、优选地，步骤s3和步骤s4中去除气泡为真空脱泡。
17、优选地，所述步骤s3中第一次加热固化是在80～120℃下固化0.5～3h；所述步骤s4中第二次加热固化是在80～120℃下固化0.5～3h。
18、本专利技术相对于现有技术，取得了以下的技术效果：
19、本专利技术设置的收缩单元为倒u形设置，收缩单元中可收缩的夹角能够为传感器提供多方向应变不敏感结构裕量，在柔性蒙皮不同方向拉伸过程中自适应变形，从而实现多向应变不敏感温度解耦测量；解决了现有可拉伸温度传感器无法实现不同方向单轴拉伸应变的解耦的问题，同时可以提高应变不敏感范围。
20、本专利技术制备可拉伸温度传感器的方法，通过柔性基底材料将金属电极材料完全包覆，确保了柔性温度传感器的机械柔性、工艺可靠性、电学稳定性以及可拉伸弹性基底适用性。在反复拉伸后，不仅可以保证可拉伸温度传感器的稳定性与重复性，还可以保持温敏材料与柔性基底材料的相对位置不发生偏移。
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1.一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，包括柔性衬底以及设于柔性衬底上的至少一个温敏单元；
2.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，所述收缩单元呈倒U形设置，收缩单元形成的夹角为可沿任意方向收缩的夹角。
3.根据权利要求2所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，收缩单元远离夹角的一端设有约束点。
4.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，所述N为偶数，且N≥4，其中N个温敏单元环形依次相连。
5.根据权利要求4所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，环形依次相连为轴对称的几何图形。
6.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，所述柔性衬底为硅胶、Ecoflex、PDMS以及橡胶中的任意一种。
7.根据权利要求1～6任一项所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器的制备方法，其特征在于，所述聚合物封装上设有
9.根据权利要求7所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤S3和步骤S4中去除气泡为真空脱泡。
10.根据权利要求7所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中第一次加热固化是在80～120℃下固化0.5～3h；所述步骤S4中第二次加热固化是在80～120℃下固化0.5～3h。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，包括柔性衬底以及设于柔性衬底上的至少一个温敏单元；
2.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，所述收缩单元呈倒u形设置，收缩单元形成的夹角为可沿任意方向收缩的夹角。
3.根据权利要求2所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，收缩单元远离夹角的一端设有约束点。
4.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，所述n为偶数，且n≥4，其中n个温敏单元环形依次相连。
5.根据权利要求4所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于，环形依次相连为轴对称的几何图形。
6.根据权利要求1所述一种柔性蒙皮多向可拉伸温度传感器，其特征在于...
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