实施例振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0083]本实施例振动传感器的频率响应主要集中在低频频段，其响应带宽主要集中在OHz和55Hz之间。适用于对心跳、呼吸振动等低频振动的检测。
[0084]实施例5
[0085]一体式摩擦发电机尺寸为30cmX 12cm,总厚度大约是300 μ m。如图1所示，该振动摩擦发电机I包括层叠设置的第一电极层11，振动摩擦层12，和第二电极层13。
[0086]振动摩擦层12包括第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122，第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122进行一体设置呈一体式。
[0087]第一高分子聚合物绝缘层121所用材料是天然橡胶薄膜(江苏旭龙电气)，厚度为130 μ m。在第一高分子聚合物绝缘层121朝向第二高分子聚合物绝缘层122的表面上设置有微框123阵列和微纳结构125。微框123阵列由多个方框形微框构成,每个微框123边长为0.5cm,高度为100 μ m，从而第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122之间形成多个空腔124。微纳结构125设置在第一高分子聚合物绝缘层121面上的空腔区域内，其凸起高度为50μπι。
[0088]第二高分子聚合物绝缘层122所用材料是苯乙烯丙烯共聚物薄膜，厚度为50 μ m。第一电极层11和第二电极层13所用材料是铝箔，厚度为50 μ m。
[0089]将本实施例传感器平行固定在培养皿上，在lkHz，40dB声源条件下进行测试。经过滤波处理，本实施例输出电压为0.7mV，本实施例振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0090]本实施例振动传感器的频率响应主要集中在低频频段，其响应带宽主要集中在OHz和55Hz之间。适用于对心跳、呼吸振动等低频振动的检测。
[0091]实施例6
[0092]一体式摩擦发电机尺寸为30cmX 12cm,总厚度大约是300 μ m。如图1所示，该振动摩擦发电机I包括层叠设置的第一电极层11，振动摩擦层12，和第二电极层13。
[0093]振动摩擦层12包括第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122，第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122进行一体设置呈一体式。
[0094]第一高分子聚合物绝缘层121所用材料是聚甲醛薄膜(苏州多特玛绝缘材料有限公司)，厚度为130μπι。在第一高分子聚合物绝缘层121朝向第二高分子聚合物绝缘层122的表面上设置有微框123阵列和微纳结构125。微框123阵列由多个方框形微框构成，每个微框123边长为0.5cm,高度为100 μ m，从而第一高分子聚合物绝缘层121和第二高分子聚合物绝缘层122之间形成多个空腔124。微纳结构125设置在第一高分子聚合物绝缘层121面上的空腔区域内，其凸起高度为50 μ m。
[0095]第二高分子聚合物绝缘层122所用材料是聚酰胺薄膜，厚度为50 μ m。第一电极层11和第二电极层13所用材料是铝箔，厚度为50 μ m。
[0096]将本实施例传感器平行固定在培养皿上，在lkHz，40dB声源条件下进行测试。经过滤波处理，本实施例输出电压为0.6mV,本实施例振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0097]本实施例振动传感器的频率响应主要集中在低频频段，其响应带宽主要集中在OHz和55Hz之间。适用于对心跳、呼吸振动等低频振动的检测。
[0098]由本发明实施例可以看出，本发明一体式摩擦发电机主要应用于振动传感器。本发明振动传感器的频率响应主要集中在低频频段，其响应带宽主要集中在OHz和55Hz之间。本发明振动传感器对于OHz和5Hz之间的响应能力远强于聚偏氟乙烯传感器。对于心跳和呼吸振动而言，其频率主要集中在5Hz以下，由于本发明振动传感器具有更加优异的低频响应性能，因而其更适用于对心跳、呼吸振动等低频振动的检测。
【主权项】
1.一种一体式摩擦发电机,其特征在于,该一体式摩擦发电机包括层叠设置的第一电极层，振动摩擦层，和第二电极层； 其中，振动摩擦层包括第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层进行一体设置呈一体式； 第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有凸出的微框形成的阵列，使得第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成多个空腔； 第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上在至少一个空腔区域内设有凸起的微纳结构；第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对表面上设置的每个微框的高度高于微纳结构凸起的高度。
2.根据权利要求1所述的一体式摩擦发电机，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层所用材料是聚二甲基硅氧烷、丁腈橡胶、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维素海绵薄膜、再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚四氟乙烯、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所示的一体式摩擦发电机，其特征在于，所述振动摩擦层进一步包括第三高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层和第三高分子聚合物绝缘层进行一体设置呈一体式；第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上，和/或第二高分子聚合物绝缘层和第三高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有凸出的微框形成的阵列，使得第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成多个空腔，和/或第二高分子聚合物绝缘层和第三高分子聚合物绝缘层之间形成多个空腔；第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上在至少一个空腔区域内设有凸起的微纳结构，和/或第二高分子聚合物绝缘层和第三高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上在至少一个空腔区域内设有凸起的微纳结构；第二高分子聚合物绝缘层和第三高分子聚合物绝缘层相对表面上设置的每个微框的高度高于微纳结构凸起的高度。
4.根据权利要求3所示的一体式摩擦发电机，其特征在于，所述第三高分子聚合物绝缘层所用材料是聚二甲基硅氧烷、丁腈橡胶、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维素海绵薄膜、再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚缩聚物薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚四氟乙烯、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一 种。
5.根据权利要求1-4任一项所的一体式摩擦发电机,其特征在于,每个微框为方框形或中空的圆柱形。
6.根据权利要求1-5任一项所示的一体式摩擦发电机，其特征在于，每个微框的高度比微纳结构的凸起高度高10 μ m-500 μ m。
7.根据权利要求5或6所不的一体式摩擦发电机,其特征在于,每个微框的边长尺寸或直径尺寸为0.lcm-3cm,其高度为20 μ m_510 μ m。
8.根据权利要求7所示的一体式摩擦发电机，其特征在于，所述微纳结构凸起高度为10 μ m-500 μ m。
9.根据权利要求1-8任一项所不的一体式摩擦发电机,其特征在于,第一电极层和第二电极层所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金，其中金属是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、锰、钥、钨或钒；合金是铝合金、钛合金、镁合金、铍合金、铜合金、锌合金、猛合金、镍合金、铅合金、锡合金、镉合金、秘合金、铟合金、镓合金、鹤合金、钥合金、银合金或钽合金。
10.一种权利要求1-9任一项一体式摩擦发电机在振动传感器中的应用。
【专利摘要】一种一体式摩擦发电机及振动传感器。该一体式摩擦发电机包括层叠设置的第一电极层，振动摩擦层，和第二电极层；其中，振动摩擦层包括一体设置的第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层；第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上设置有凸出的微框形成的阵列，使得第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层之间形成多个空腔；第一高分子聚合物绝缘层和第二高分子聚合物绝缘层相对设置的两个面中的至少一个面上在至少一个空腔区域内设有凸起的微纳结构。该一体式摩擦发电机能够用作振动传感器，通过一体化振动摩擦层进行振动摩擦获得电压信号，适用于0HZ-55HZ低频振动的检测。
【IPC分类】H02N1-04, G01H11-06
【公开号】CN104578892
【申请号】CN201310475467
【发明人】魏岱安, 王竹, 赵豪
【申请人】纳米新能源（唐山）有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月12日