[发明专利]一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及柔性拉力传感器，具体是一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器及其制备方法。本发明解决了现有柔性电容式拉力传感器在外部电磁干扰的影响下测量准确性差的问题。一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器，包括上可导电屏蔽层、下可导电屏蔽层、柔性上基板、柔性下基板；上可导电屏蔽层的下表面和柔性上基板的上表面粘合在一起形成柔性上复合层；下可导电屏蔽层的上表面和柔性下基板的下表面粘合在一起形成柔性下复合层；柔性上基板的下表面开设有叉指型微流控通道；柔性上基板的下表面和柔性下基板的上表面粘合在一起；叉指型微流控通道内填充有液态金属叉指电极。本发明适用于智能穿戴、医疗监测设备、软体机器人等领域。

技术领域

本发明涉及柔性拉力传感器，具体是一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器及其制备方法。

背景技术

柔性拉力传感器因其具有机械柔韧性、可拉伸性、便携性等诸多优秀性能而成为现代电子系统发展的新型研究方向，并为智能穿戴、医疗监测设备、软体机器人等领域的电子设备研发提供了巨大的价值。

柔性拉力传感器的传感机制主要有三种：电容传感、压阻传感、压电传感。在这些传感机制中，电容传感由于其低温度系数、低功耗和低滞后行为而优于其它传感机制，得到了广泛的应用。

但是对于现有柔性电容式拉力传感器来说，由于电极所产生的边缘电场与外部电磁干扰所产生的电场之间会发生相互干扰，导致传感器的电容值会受到外部电磁干扰的影响，由此导致传感器的测量准确性差。

基于此，有必要发明一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器及其制备方法，以解决现有柔性电容式拉力传感器在外部电磁干扰的影响下测量准确性差的问题。

发明内容

本发明为了解决现有柔性电容式拉力传感器在外部电磁干扰的影响下测量准确性差的问题，提供了一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器及其制备方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器，包括上可导电屏蔽层、下可导电屏蔽层、柔性上基板、柔性下基板；上可导电屏蔽层的下表面和柔性上基板的上表面粘合在一起形成柔性上复合层；下可导电屏蔽层的上表面和柔性下基板的下表面粘合在一起形成柔性下复合层；柔性上基板的下表面开设有叉指型微流控通道，且叉指型微流控通道的两个接线端与上可导电屏蔽层的上表面之间各开设有一个上下贯通的填充孔；柔性上基板的下表面和柔性下基板的上表面粘合在一起；叉指型微流控通道内填充有液态金属叉指电极；液态金属叉指电极的两个接线端各连接有一根测量导线；两个填充孔的孔口均封堵有粘接剂；上可导电屏蔽层的右端面和下可导电屏蔽层的右端面各开设有一个接地凹孔，且两个接地凹孔之间连接有一根接地导线；两个接地凹孔的孔口均封堵有粘接剂。

上可导电屏蔽层和下可导电屏蔽层均呈长方形，二者的厚度均小于1mm，二者的长度均为3cm~4cm，二者的宽度均为1.5cm~2.5cm，二者均采用复合材料制成，该复合材料由异丙醇、弹性体基体、碳颗粒按质量比27:10:1在匀胶机中以2000rpm~3000rpm的转速持续3min~4min混合而成；柔性上基板和柔性下基板均呈长方形，二者的厚度均小于1mm，二者的长度均为3cm~4cm，二者的宽度均为1.5cm~2.5cm，二者均采用PDMS制成。

液态金属叉指电极的厚度为50μm~80μm、相邻两个指部的间距为200μm~300μm、每个指部的长度均为2.2cm~2.5cm、每个指部的宽度均为200μm~300μm；液态金属叉指电极的两个接线端均呈长方形，二者的长度均为2.3mm~2.6mm，二者的宽度均为1.3mm~1.6mm。

粘接剂采用Sil-Poxy硅胶粘接剂。

一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种可抗干扰的柔性电容式拉力传感器），该方法是采用如下步骤实现的：

步骤S1：制备柔性上复合层；具体步骤如下：