[发明专利]一种柔性温度传感器

说明书

本发明涉及一种柔性温度传感器，该柔性温度传感器包括柔性感温布料，所述柔性感温布料包括布料基底和至少一根柔性的感温导电纤维，所述布料基底是由多根绝缘纤维编织而成的平面织物，所述感温导电纤维通过编织的方式固定在所述布料基底内。本发明的柔性温度传感器具有制备简单，成本低，可清洗、温度监测范围广、灵敏度高、稳定性和重复性好，而且与现有纺织技术兼容的优点。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种柔性温度传感器。

背景技术

温度与物理、化学、生物、环境和电子系统密切相关，是最受关注的参数之一。目前，检测温度的传感器类型主要有热电偶、电阻式温度传感器、红外线和半导体温度传感器。其中，市面上使用最广泛、性能最稳定的是以白金(Pt)制作的电阻式温度传感器，但是这类温度传感器非柔性而且生物兼容性不好。特别是电子皮肤、机器人传感器、环境安全和人体健康的温度测量方面，通常要求温度传感器件具有操作简单、质量轻巧、生物兼容、高灵敏性和高柔韧性等特点。因此，柔性温度传感器成为了国内外的研究热点之一。

近年来，人们已经报道了并提供了以下几种类型的柔性温度传感技术方案，如中国台湾Liao Ying–Chih等人利用喷墨打印工艺在聚酰亚胺衬底上印刷氧化镍薄膜热敏电阻阵列用于温度传感应用；日本Takei Kuniharu等人在聚二甲基硅氧烷(PDMS)和PEDOT:PSS聚合物上修饰碳纳米管合成柔性传感器，可应用于应力和温度的监测；新加坡的LeePooi See等人在 PDMS聚合物上采用平板印刷法制备可拉伸石墨烯热敏电阻温度传感器。然而，上述柔性温度传感技术在实际应用中存在着较大的局限性，比如，修饰碳纳米材料的均匀性会影响温度传感器的测量精度，此外，聚合物基底会随着温度升高而发生变形，会导致温度测量的稳定性较差，测量范围也较窄，制备过程繁琐，而且人体穿戴的体验感较差。

为了进一步满足人类对智能服装的追求，可穿戴的电子织物也应运而生，现有温度传感织物主要是以服用织物为基底，并且在其表面负载导电材料制作而成。虽然此类温度传感器与布料兼容，但是也存在着负载金属或者碳导电材料后的织物手感粗糙，舒适性较差，制备工艺较复杂，织物上负载材料的均匀性和稳定性较差等问题。

因此，发明一种柔软穿戴舒适、耐洗涤、灵敏度较高、稳定性和重复性好，而且探测温度范围广的柔性温度传感器，在智能可穿戴设备和电子织物领域具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种柔性温度传感器，其具有制备简单，成本低，可清洗、温度监测范围广、灵敏度高、稳定性和重复性好，而且与现有纺织技术兼容的优点。

本发明采取的技术方案如下：

一种柔性温度传感器，包括柔性感温布料，所述柔性感温布料包括布料基底和至少一根柔性的感温导电纤维，所述布料基底是由多根绝缘纤维编织而成的平面织物，所述感温导电纤维通过编织的方式固定在所述布料基底内。

本发明的柔性温度传感器利用感温导电纤维作为感温元件，并将感温导电纤维织入布料基底中，因此该传感器制备简单，制备成本低，而且有利于与现代纺织技术兼容，可以把感温导电纤维编织到衣服织物或者穿戴物品上，既可保持织物本身的功能和属性，达到穿戴舒适效果，且质量轻盈，又可实时监测人体温度。并且经实验验证，本发明的柔性温度传感器还具备可清洗、温度监测范围广、灵敏度高、稳定性和重复性好的优点。

进一步地，所述感温导电纤维是掺入杂质离子的碳纤维。