[发明专利]制备织物应变传感器的方法

权利要求书

1.用于测量面内单方向应变的织物复合物应变传感器，所述传感器包 含：

弹性织物基底，所述弹性织物基底由一体化在一起的多个单纤维组成；

连续涂层，所述连续涂层通过将导电颗粒或纤维与弹性体基体的混合物 涂覆在所述弹性织物基底的单侧上形成；

其中，通过高拉伸循环来对涂敷有所述连续涂层的所述弹性织物基底进 行机械处理以稳定所述织物复合物应变传感器；

其中，在所述织物复合物应变传感器上施加应变而使所述连续涂层延伸， 使得所述弹性织物基底的表面上产生裂纹；

其中，利用所述裂纹引起的电阻变化来测量所述织物复合物应变传感器 上的应变或压力；和

其中，通过改变由所述导电颗粒或纤维的体积分数、所述连续涂层的厚 度、所述弹性体基体的成分、织物规格和织物结构组成的组中的任一个来改 变初始电阻；或通过调整由所述导电颗粒或纤维的浓度、所述连续涂层的厚 度和所述织物复合物应变传感器的方向组成的组中的任一个来控制计量因 数。

2.根据权利要求1的传感器，其中所述传感器具有50%的最大可测应 变、具有2-500的应变灵敏度和至少100,000次循环的疲劳寿命。

3.根据权利要求1的传感器，其中所述弹性织物基底具有编织或针织 结构。

4.根据权利要求1的传感器，其中所述弹性织物基底具有斜纹编织结 构。

5.根据权利要求1的传感器，其中所述导电颗粒或纤维为选自以下的 任何一种：炭黑、金颗粒、银颗粒、铜颗粒、碳纳米管、不锈钢纤维、金纤 维、银纤维、铜纤维、碳纤维和导电聚合物纤维。

6.根据权利要求1的传感器，其中所述弹性体基体由选自以下的任何 一种材料制成：天然橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚硫化物、聚丙烯酸(酯)和氟 化硅酮。

7.制备织物复合物应变传感器的方法，所述方法包括：

将导电颗粒或纤维与弹性体基体的混合物涂覆在弹性织物基底的单侧 上以在所述弹性织物基底的单侧上形成连续涂层，所述弹性织物基底由一体 化在一起的多个单纤维组成；

通过高拉伸循环然后恢复来对涂敷有所述连续涂层的所述弹性织物基 底进行机械处理以稳定所述织物复合物应变传感器；

其中，在所述织物复合物应变传感器上施加应变而使所述连续涂层延 伸，使得所述弹性织物基底的表面上产生裂纹；

其中，使用所述裂纹而引起的电阻变化来测量施加在所述织物复合物应 变传感器上的应变或压力；和

其中，通过改变由所述导电颗粒或纤维的体积分数、所述连续涂层的厚 度、所述弹性体基体的成分、织物规格和织物结构中的任一个来改变初始电 阻；或通过调整由所述导电颗粒或纤维的浓度、所述连续涂层的厚度和所述 织物复合物应变传感器的方向组成的组中的任一个来控制计量因数。

8.根据权利要求7的方法，还包括：

清洁所述弹性织物基底；和

干燥所述弹性织物基底。

9.根据权利要求7的方法，还包括加热所述导电颗粒或纤维以除去所 述导电颗粒或纤维中存在的吸收剂。

10.根据权利要求7的方法，还包括用偶联剂处理所述导电颗粒或纤维 以提高所述导电颗粒或纤维对所述弹性体基体的粘附力。

11.根据权利要求7的方法，还包括在高温下固化涂覆的弹性织物基底。

12.根据权利要求7的方法，其中，在控制温度下，对涂敷有所述连续 涂层的弹性织物基底进行机械处理。

13.根据权利要求7的方法，其中所述织物复合物应变传感器用来传感 面内单方向形变。

14.根据权利要求7的方法，其中预先确定所述导电颗粒或纤维在所述 混合物中的体积分数。