[发明专利]基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器、制备方法及用途

权利要求书

1.一种基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，其特征在于，该传感器包括中凹双塔型弹簧，所述中凹双塔型弹簧为两个塔状弹簧的小径端相连形成的一体弹簧结构，在中凹双塔型弹簧表面具有导电水凝胶层，在中凹双塔型弹簧的两个大径端分别固定有一个导电极板；所述传感器利用中凹双塔型弹簧中各圈弹簧劲度系数的差异，在不同压力的作用下，由于存在线圈接触极板面积不同而呈现出不同的有效电阻从而实现传感作用。

2.根据权利要求1所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，其特征在于，所述的导电水凝胶层采用如下方法制备：

首先在中凹双塔型弹簧上沿弹簧走向套设硅胶毛细管模具，然后将其一端浸入呈溶胶状态的导电水凝胶中，利用毛细作用将导电水凝胶吸入模具中，固化后脱模，即在中凹双塔型弹簧表面形成导电水凝胶层。

3.根据权利要求1所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，其特征在于，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。

4.根据权利要求3所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，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。

5.根据权利要求1所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，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。

6.根据权利要求1所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，其特征在于，所述的导电水凝胶层的厚度为0.1-0.2mm。

7.根据权利要求1所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器，其特征在于，所述的导电极板采用铜或铝极板。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的基于导电水凝胶双塔型弹簧结构压阻传感器的用途，其特征在于，所述压阻传感器用于建筑墙体的裂隙监测。