[发明专利]一种用于裂隙监测的压阻传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，包括压敏单元、弹簧单元及将整个器件进行封装的封装层，所述的压敏单元由压敏材料层及设于压敏材料层两侧的电极层构成的三明治结构，所述弹簧单元为由若干弹簧构成的弹簧阵列，弹簧阵列的一端与压敏单元接触，另一端与封装层接触；所述的压敏材料层由导电水凝胶制得，且表面具有微结构；所述微结构呈半椭球形状，所述的导电水凝胶的制备方法如下：

将丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和氯化镍溶解在去离子水中，然后加入化学交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，再滴入催化剂四甲基乙二胺溶液，全部溶解后得到溶液a，放入真空干燥箱进行排气泡；

将羧甲基羟乙基纤维素溶解于去离子水中，得到溶液b；

将溶液a和溶液b混合，最后加入引发剂过硫酸钾，得到溶液c，将溶液c放入真空干燥箱中排气泡，导入模具中，用波长为365nm的紫外光进行引发聚合，时间为1h-3h。

2.根据权利要求1所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，具有微结构的压敏材料层是将导电水凝胶在特制模具中固化脱模形成，所述特制模具是采用针阵列在机械压力的作用，在130℃条件下，通过10-50KPa的压力作用于聚碳酸酯板，得到模板，在该模板上分布有凹坑阵列，凹坑形状为半椭球形状。

3.根据权利要求2所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，所述半椭球形状的凹坑的离心率e范围为0.80-0.98，高度为7-20µm。

4. 根据权利要求1所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，在所述压阻传感器预载50g载荷力时，其器件厚度范围为1-2mm 。

5.根据权利要求1所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，所述溶液a中丙烯酰胺单体、丙烯酸单体的摩尔比为1:1，二者总浓度为10mol/L；镍离子与丙烯酸单体摩尔比为1:1-2:1；所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的浓度为0.002-0.02mol/L；所述的催化剂的加入量为占溶液a体积的4%；所述溶液b中羧甲基羟乙基纤维素的浓度为0.05wt%-1wt%，且溶液a和溶液b为等体积混合。

6.根据权利要求1所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，所述的导电水凝胶的电导率范围为1.2-3.0S/m。

7.根据权利要求1所述的用于裂隙监测的压阻传感器，其特征在于，所述的封装层为聚酯薄膜材料。