[发明专利]一种基于复合电容式结构的材质识别传感器及其制备方法

说明书

本发明一种基于复合电容式结构的材质识别传感器及其制备方法，结构简单，体积小，成本低，能同时测量介电常数和弹性模量进行材质识别。传感器包括两个相对设置的第一极板和第二极板，与第一极板相对的至少两个第一电极，与第二极板相对的至少一个第二电极；制备方法：在基底上涂覆一层增附剂；在增附剂上涂覆一层负性光刻胶；采用掩膜法进行曝光和显影，将掩膜版的图形转移到光刻胶上，得到图形化的光刻胶；图形化的光刻胶表面溅射一层金属薄膜；通过去胶工艺去除增附剂、光刻胶及其表面附着的金属，形成按图形分布的金属电极，从而得到一个极板；重复上述步骤制备另一个极板，两个极板配合后得到基于复合电容式结构的材质识别传感器。

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体为一种基于复合电容式结构的材质识别传感器及其制备方法。

背景技术

进入21世纪，智能制造和智能服务等领域的需求加速了对触感分析中材质识别技术的发展。当务之急是进一步提升材质识别的准确性和智能化，传感器在集成化和精度提高方面的探索成为当今的研究热点。弹性模量是物质的重要性能参数，从宏观角度来说，它是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。介电常数与物体材料的结构、组成、密度等因素息息相关，它反映材料的基本特性，因此，弹性模量与介电常数的测量对于材质识别很有意义。

针对介电常数和弹性模量的测量，目前所研究的传感器结构还相对复杂，体积大，而且还没有能同时测量介电常数和弹性模量并进行材质识别的传感器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于复合电容式结构的材质识别传感器及其制备方法，结构简单，体积小，成本低，能同时测量介电常数和弹性模量进行材质识别。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于复合电容式结构的材质识别传感器，包括两个相对设置的第一极板和第二极板，设置在第一极板相对侧的至少两个第一电极，以及设置在第二极板相对侧的至少一个第二电极；

所述的第一电极之间呈间隔设置，且两两作为一组电极对形成平行电极板的电容式结构，构成一组介电常数传感器；用于检测得到第一极板和第二极板之间待测物体的介电常数；

所述的第二电极与相对设置的第一电极作为一组电极对形成相对电极板的电容式结构，构成一组弹性模量传感器；用于检测得到第一极板和第二极板之间待测物体的弹性模量。

优选的，第一极板相对侧设置有若干呈阵列布置的第一电极，第二极板相对侧设置有若干呈阵列布置的第二电极，第一电极和第二电极呈一一对应的相对设置。

进一步的，所述的阵列采用矩形阵列或圆形阵列。

优选的，第一电极通过外部包覆的绝缘封装层固定设置在第一极板相对侧。

优选的，第二电极通过外部包覆的绝缘封装层固定设置在第二极板相对侧。

优选的，第一极板和第二极板均采用柔性基底。

一种基于复合电容式结构的材质识别传感器的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，在清洗烘干后的基底上涂覆一层增附剂；

步骤2，在增附剂上用旋转涂胶法涂覆一层负性光刻胶；

步骤3，采用掩膜法进行曝光和显影，将掩膜版的图形转移到光刻胶上，得到图形化的光刻胶；

步骤4，采用磁控溅射法在图形化的光刻胶表面溅射一层金属薄膜；

步骤5，通过去胶工艺，去除掉增附剂、光刻胶及其表面附着的金属，形成按图形分布的金属电极，从而得到材质识别传感器的一个极板；