[发明专利]基于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感器及系统

说明书

本发明涉及于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感器及系统，具体而言，设计压力测量领域。当压力作用于该受力板，受力板挤压该第一纳米管部，使得该第一纳米管部发生形变，使得该第一纳米管部与第一石墨烯层之间的接触面积改变，使得该第一石墨烯层和第二纳米管部之间的隧穿效应变化明显，进而改变该第一电极和第二电极之间的电阻，通过测量第一电极和第二电极之间的电阻，可以得到该压力传感器的输出电压，进而得到该压力传感器的电阻，通过电阻的变化与压力的对应关系得到待测电阻，并且由于本申请压力传感器结构稳定，则该压力传感器可以应用于环境较为恶劣的场合。

技术领域

本发明涉及压力测量领域，具体而言，涉及一种基于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感器及系统。

背景技术

压力是造成结构变形、损坏的主要原因，过大的压力不仅使结构产生较大的形变，降低结构的承载力，还会缩短结构的使用寿命。因此，工程中通过压力传感器对结构所受的压力进行监测来评估结构的安全性。

现有技术中，通过光纤光栅传感技术测量压力，光纤光栅具有传输损耗小、耐腐蚀、抗电磁干扰等优良性能。

但是，光纤光栅传感器只能用于工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的应用场合，在环境恶略的情况下极易损坏。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感器及系统，以解决现有技术中光纤光栅传感器只能用于工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的应用场合，在环境恶略的情况下极易损坏的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感器，压力传感器包括：柔性材料层、第一石墨烯层、第一纳米管部、受力部、第一电极和第二电极；

第一石墨烯层设置在柔性材料层的一侧，第一电极、第二电极和第一纳米管部分别设置在第一石墨烯层远离柔性材料层的一侧，其中，第一电极和第二电极分别设置在第一石墨烯层的两端，第一纳米管部包括多个碳纳米管，多个碳纳米管设置在第一电极和第二电极之间，受力部覆盖在多个碳纳米管远离柔性材料层的一侧。

可选地，该压力传感器还包括第二石墨烯层，第二石墨烯层设置第一纳米管部与受力部之间。

可选地，该第二石墨烯层靠近第一纳米管部的面设置为粗糙面。

可选地，该第二石墨烯层的两端分别与第一石墨烯层连接。

可选地，该压力传感器还包括第二纳米管部，第二纳米管部设置在第一石墨烯层和柔性材料层之间。

可选地，该第一纳米管部和第二纳米管部内掺杂有石墨烯碎片。

可选地，该第一石墨烯层靠近第一纳米管部的面上设置有多个凹坑。

可选地，该多个碳纳米管相互平行设置。

第二方面，本发明实施例提供了另一种基于石墨烯薄膜和碳纳米管的压力传感系统，压力传感系统包括：电流表和第一方面任意一项的压力传感器，电流表的正极与负极压力传感器的第一电极电连接，电流表的与压力传感器的第二电极电连接，用于检测压力传感器的输出电流。

本发明的有益效果是：