装以方便使用并提高强度。显然，本发明公开的所有结构都可以用相应的超软并具有弹性的材料做成，从而形成柔性的传感器。
[0105]在本发明中，第一电极层I和第二电极层2需要电连接，才能在第一电极层I和第二电极层2之间产生电流，第一电极层I可以直接通过检测装置与第二电极层2电连接，所述的检测装置可以为电流表，或者小型电子器件如LED灯泡等，也可以为较复杂的电路(如多个电子元件的串并联电路)，在这里不做特别限定，只要能够将第一电极层I和第二电极层2进行电连接即可。
[0106]实施例四:
[0107]相应的，本发明还提供一种传感方法，应用上述的任意一种传感器，包括步骤:
[0108]被探测物体相对于第一电极层I移动，使被探测物体所带的电荷在第一电极层I上的电势改变；
[0109]在第一电极层I与第二电极层2之间产生电荷流动形成电流。
[0110]被探测物体相对于第一电极层I移动，可以为被探测物体与第一电极层I的表面发生接触后分离，使被探测物体带有电荷。在被探测物体与第一电极层I互相远离或者靠近过程中，使被探测物体所带的电荷在第一电极层I上的电势改变，被探测物体与第一电极层I之间的静电感应使连接在第一电极层I与第二电极层2之间的检测装置上有电流流过。
[0111]被探测物体相对于第一电极层I移动，也可以为被探测物体与第一电极层I的表面互相滑动摩擦，并且在滑动过程中使接触面积发生变化，被探测物体表面带有电荷。在被探测物体与第一电极层I互相滑动过程中，使被探测物体所带的电荷在第一电极层I上的电势改变，被探测物体与第一电极层I之间的静电感应使连接在第一电极层I与第二电极层2之间的检测装置上有电流流过。
[0112]被探测物体相对于第一电极层I移动，也可以为被探测物体相对于第一电极层I移动，并且始终不与第一电极层I接触，被探测物体自身带有电荷。在被探测物体相对于第一电极层I移动过程中，被探测物体所带的电荷在第一电极层I上的电势改变，被探测物体与第一电极层I之间的静电感应使连接在第一电极层I与第二电极层2之间的检测装置上有电流流过。被探测物体所带有的电荷可以为与第一电极层互相接触后分离所带有，也可以为通过其他方式带有。
[0113]其中，所述第一电极层和第二电极层的材料和结构可以采用本发明前述提到的传感器中的各部分的材料和结构，在这里不在重复。
[0114]实施例五:
[0115]切割一个长1cmX宽1cmX厚Imm的聚甲基丙烯酸甲酯薄板作为基底(隔离层)；在聚酰亚胺薄板的一面沉积铜膜作为第一电极层，另外一面沉积铜膜作为第二电极层；用铜导线链接铜膜并接入电压表；在第一电极层表面粘合一层长1cmX宽1cmX厚75 μ m的聚四氟乙烯薄膜作为摩擦层；在第二电极层表面粘合一层长1cmX宽1cmX厚50 μ m的尼龙薄膜作为保护层；将聚四氟乙烯薄膜朝上放置于地面，用鞋底和其周期性的接触后分开，连接在两个铜膜之间的电压表有相应变化的电信号输出，参见图10，电压表测得两个铜膜之间的电压信号的最大值月未650V，说明传感器能够对移动的物体鞋底进行传感，利用外力的机械能转化为电能进行物体移动传感，不需要为传感器提供额外的电源。
[0116]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种基于静电感应的传感器，其特征在于，包括用于对被探测物体的移动进行传感的传感部件， 所述传感部件由一个第一电极层和与之配合的一个第二电极层组成，所述第一电极层和第二电极层分隔设置并且互相电连接； 当所述被探测物体相对所述传感部件的第一电极层移动，使所述被探测物体所带的电荷在所述第一电极层上的电势改变，在静电感应作用下电荷在第一电极层和第二电极层之间流动形成电流； 其中，所述被探测物体预先带有电荷，或者，通过与传感器接触和分离使所述被探测物体带有电荷。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述被探测物体通过与所述第一电极层接触后分离或者互相滑动摩擦使接触面积发生变化而带有电荷。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第一电极层能够与被探测物体互相接触的表面的形状和尺寸相当。4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述传感部件的第一电极层与被探测物体互相滑动的表面为光滑平整表面，或者为凹凸结构的不平整表面。5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述第一电极层表面的凹凸结构为周期性凹凸结构。6.根据权利要求2-4中任一项所述的传感器,其特征在于,所述第一电极层能够与被探测物体接触的表面的部分或者全部表面分布有微米或次微米量级的微结构；或者，所述第一电极层能够与被探测物体接触的表面经过化学改性处理。7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，还包括摩擦层，所述传感部件的第一电极层贴合在所述摩擦层的下表面； 其中，所述被探测物体预先带有电荷，或者，通过与所述摩擦层接触后分离或者互相滑动摩擦使接触面积发生变化而带有电荷。8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于，所述摩擦层的材料为绝缘材料或者半导体；所述摩擦层的厚度范围在1nm到5mm之间。9.根据权利要求7或8所述的传感器，其特征在于，所述摩擦层与所述被探测物体能够互相接触的表面的形状和尺寸相当。10.根据权利要求7-9中任一项所述的传感器，其特征在于，所述摩擦层与被探测物体互相滑动的表面为光滑平整表面，或者为凹凸结构的不平整表面。11.根据权利要求12所述的传感器，其特征在于，所述摩擦层能够与被探测物体接触的表面的部分或者全部表面分布有微米或次微米量级的微结构；或者，所述摩擦层能够与被探测物体接触的表面经过化学改性处理。。12.根据权利要求1或7所述的传感器，其特征在于，所述被探测物体不与所述传感部件接触，所述被探测物体为带电物体。13.根据权利要求1-12中任一项所述的传感器，其特征在于，还包括隔离层，所述隔离层用于隔离所述传感部件的第一电极层以及第二电极层，使二者隔离开并且保持设定的相对位置。14.根据权利要求13所述的传感器，其特征在于，所述隔离层的材料为绝缘体材料。15.根据权利要求13或14所述的传感器，其特征在于，所述传感部件的第一电极层和第二电极层均镶嵌在所述隔离层中，至少第一电极层的上表面露出所述隔离层； 或者，所述隔离层将所述第一电极层和/或第二电极层全部包裹住； 或者，所述隔离层和所述传感部件的两个电极层按照层叠方式设置，传感部件的第一电极层和第二电极层分别设置在隔离层的上下表面。16.根据权利要求8或14所述的传感器，其特征在于，所述绝缘材料可以为下列材料中的一种或几种:聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纤维、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树月旨、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-Co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、派瑞林、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、棉及其织物、聚氨酯弹性体、木头、硬橡胶和醋酸酯。17.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，所述半导体材料为下列材料中的一种或几种:娃、锗、第III和第V族化合物、第II和第VI族化合物、以及由II1- V族化合物和I1-VI族化合物组成的固溶体、非晶态的玻璃半导体、有机半导体，以及非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物半导体。18.根据权利要求1-17中任一项所述的传感器，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的材料为金属或铟锡氧化物ITO、FTO或导电高分子材料。19.根据权利要求1-6中任一项所述的传感器，其特征在于，所述第一电极层和/或第二电极层为柔性材料。20.根据权利要求7-12中任一项所述的传感器，其特征在于，所述第一电极层、第二电极层和/或摩擦层为柔性材料。21.根据权利要求13-15中任一项所述的传感器，其特征在于，所述隔离层为柔性材料。22.—种基于静电感应的传感方法,其特征在于,应用权利要求1-21任一项所述的传感器，包括步骤: 所述被探测物体相对于第一电极层移动，使被探测物体所带的电荷在第一电极层上的电势改变；在所述第一电极层与第二电极层之间产生电荷流动形成电流。23.根据权利要求22所述的传感方法，其特征在于， 所述被探测物体相对于第一电极层移动，具体为被探测物体与第一电极层的表面发生接触后分离，使被探测物体带有电荷； 或者，所述被探测物体相对于第一电极层移动，具体为被探测物体与第一电极层的表面互相滑动摩擦，并且在滑动过程中使接触面积发生变化，使被探测物体表面带有的电荷； 或者，所述被探测物体相对于第一电极层移动，具体为被探测物体相对于第一电极层移动，并且始终不与第一电极层接触，所述被探测物体自身带有电荷。
【专利摘要】本发明提供一种基于静电感应的传感器以及传感方法，所述传感器包括传感部件，其中，所述传感部件由一个第一电极层和与之配合的一个第二电极层组成，所述第一电极层和第二电极层分隔设置并且互相电连接。当被探测物体相对所述传感部件的第一电极层移动，使所述传感部件所带的电荷在所述第一电极层上的电势改变，在静电感应作用下电荷在第一电极层和第二电极层之间流动形成电流。本发明的传感器，结构简单，无需提供外接电源即可对各种材料的被探测物体的移动进行传感。
【IPC分类】G01D5/14
【公开号】CN105091913
【申请号】CN201410158431
【发明人】朱光, 王中林
【申请人】北京纳米能源与系统研究所
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年4月18日