[发明专利]一种基于多孔柔性材料的高拉伸柔性应变传感器

权利要求书

1.一种基于多孔柔性材料的高拉伸柔性应变传感器，其特征在于：包括传感器主体(1)和应变信号读取接口(2)，应变信号读取接口(2)主要由铜针(6)和信号传输导线(7)构成，传感器主体(1)的两端分别插有铜针(6)，传感器主体(1)通过铜针(6)与信号传输导线(7)连接；传感器主体(1)为多孔结构，多孔结构在微观上主要由内而外依次包覆的柔性基底(3)、导电材料层(4)和封装材料层(5)构成；

所述的传感器主体(1)的制作方法包括以下步骤：首先，将预聚物、固化剂、导电材料搅拌混合得到混合液，再将切割成型后的柔性基底(3)充分浸泡在混合液中或者将混合液均匀滴在柔性基底(3)上，烘干后用正己烷溶液再进行清洗柔性基底(3)，最后烘干得到传感器主体(1)；

所述的传感器主体(1)的外形结构主要由基本结构单元组成，具体有两种外形结构：多个基本结构单元沿直线方向间隔排布形成一列单元，多列单元间隔平行排布，从而构成第一种外形结构；多个基本结构单元沿直线方向间隔排布形成单列单元，形成第二种外形结构；基本结构单元为环形体结构，环形体结构的中间开有通槽，沿列方向的相邻两个环形结构之间通过颈状结构圆滑过渡连接，通槽为条形通槽，条形通槽的中部轴对称地开有向外延伸的弧形缺口；

外部拉应力作用在所述传感器主体的上下两端，使传感器主体产生拉应变，继而改变附着在柔性基底上的导电材料层中微观丝状导电通路数目，引发传感器主体电阻值的改变，利用电阻值变化反应外界施加在传感器主体上的拉伸应力和拉伸应变的大小。

2.根据权利要求1所述的一种基于多孔柔性材料的高拉伸柔性应变传感器，其特征在于：所述的预聚物与固化剂的质量比或体积比为10:1，导电材料的质量为固化剂与预聚物总质量的8％。

3.根据权利要求1所述的一种基于多孔柔性材料的高拉伸柔性应变传感器，其特征在于：所述的导电材料采用纳米碳管或碳黑，柔性基底(3)采用柔性多孔材料，具体采用聚氨酯海绵材料；预聚物采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)。