[发明专利]一种多功能微流体柔性传感器

摘要

一种多功能微流体柔性传感器，涉及传感器。设有柔性基体、微流体和电极，柔性基体包括上基体和下基体，上下基体均为气体渗透基体，上基体中带有不同形状的微流道，下基体中带有电极；所述微流体位于上基体的微流道内部，所述电极位于下基体。可用于测量结构面内变形、结构表面法向压力、气动压力、环境氧气浓度和温度，当用于测量结构面内变形和结构表面法向压力时，微流道内部微流体为导电液体，将微流体柔性传感器贴于结构表面，当结构受力作用时，微流体的形状也发生改变从而引起传感器电阻发生变化，通过标定电阻变化与结构表面变形的大小关系，进而根据测量传感器电阻的变化计算出结构所发生的变形。制作成本低、可测量变量多、灵敏度高。

主权项

1.一种多功能微流体柔性传感器，其特征在于设有柔性基体、微流体和电极，所述柔性基体包括上基体和下基体，上基体中带有不同形状的微流道，下基体中带有电极；所述微流体位于上基体的微流道内部，所述电极位于下基体；所述上基体和下基体均为气体渗透基体；所述多功能微流体柔性传感器用于测量结构面内变形、结构表面法向压力、气动压力、环境氧气浓度和温度，当用于测量结构面内变形和结构表面法向压力时，微流道内部微流体为导电液体，将微流体柔性传感器贴于结构表面，当结构受力作用时，微流体的形状也发生改变从而引起传感器电阻发生变化，通过标定电阻变化与结构表面变形的大小关系，根据测量传感器电阻的变化计算出结构所发生的变形；所述多功能微流体柔性传感器用于测量气动压力时，微流道内部微流体为离子液体，将微流体柔性传感器贴于结构表面，当结构表面受气动压力作用时，由于柔性基体的透气性，空气中的氧气透过柔性基体和离子液体发生化学反应生成超氧根离子，改变离子液体的导电率；气动压力的大小和离子液体中溶解的氧气浓度为正相关关系，建立气动压力大小‑氧气浓度‑离子液体导电率三者的数学关系，通过测量离子液体导电率的变化进而计算出结构表面所受气动压力的大小；当测量氧气浓度时，微流道内部微流体为离子液体，当环境中氧气浓度发生变化时，通过柔性基体渗透至微流体的氧气浓度也会发生变化，建立氧气浓度‑离子液体导电率二者的数学关系，通过测量离子液体导电率的变化进而计算出环境氧气浓度的大小；当测量温度时，微流道内部微流体采用的导电液体为离子液体，当环境温度发生变化时，微流体的导电率和微流道结构都会发生变化，标定传感器电阻或者导电率的变化与温度的关系，通过测量传感器电阻或者导电率的大小即计算出环境的温度。