振动传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种振动传感器，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，和第二电极层，第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层之间设有可振动的框架结构。第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层之间可增设第二高分子聚合物绝缘层，从而使可振动的框架结构在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。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还可进一步增设居间电极层或居间薄膜层，各层之间均可形成可振动的框架结构。本实用新型的振动传感器具有优异的低频响应性能。
【专利说明】振动传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种振动传感器，尤其涉及一种呼吸、心跳振动传感器。
【背景技术】
[0002]振动传感器，或称压电传感器，是利用压电材料受力后产生的压电效应制成的传感器，已经广泛用于声学、医疗、工业、交通、安防等众多领域，正逐步改变人们的生活和工作方式，成为社会发展的趋势。压电材料在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷。压电材料可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料，现有技术通常采用极化聚偏氟乙烯(PVDF)、聚二氟乙烯和聚三氟乙烯共聚物作为压电材料。由于压电换能器工作频率受材料几何形状、材料弹性性质等因素的影响，因此大多数压电换能器的工作频率高于100Hz，同时由于谐波的影响，压电换能器对后续信号滤波也具有较高要求。目前，还没有具有优异的低频响应性能的振动传感器。
[0003]特别地，振动传感器是目前对呼吸和心跳进行检测的常用工具之一，但是由于现有的振动传感器普遍存在低频响应性能欠佳的问题，因而对呼吸、心跳等低频振动的检测的灵敏度较差。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术中存在的缺陷，提供一种具有优异的低频响应性能的振动传感器。
[0005]一方面，本实用新型提供了一种振动传感器，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，和第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第二电极层的第二侧表面设置；
[0006]所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述第二电极层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使得所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面和所述第二电极层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构；
[0007]所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
[0008]另一方面，本实用新型提供了一种振动传感器，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面设置；
[0009]所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二高分子聚合物绝缘层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构；
[0010]所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
[0011]另一方面，本实用新型提供了一种振动传感器，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述居间电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，并且所述居间电极层的第一侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置，所述居间电极层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置；
[0012]所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间电极层的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间电极层的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构，和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间电极层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间电极层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构；
[0013]所述居间电极层、所述第一电极层和所述第二电极层中的任意两者或三者形成所述振动传感器的输出端。
[0014]另一方面，本实用新型提供了一种振动传感器，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，居间薄膜层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述居间薄膜层为聚合物薄膜层，设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，并且所述居间薄膜层的第一侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置，所述居间薄膜层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置；
[0015]所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间薄膜层的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间薄膜层的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间薄膜层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构，和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间薄膜层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间薄膜层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物绝缘层、所述居间薄膜层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构；
[0016]所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
[0017]前述的振动传感器，所述固定连接是通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而实现的固定连接。
[0018]前述的振动传感器,所述凸起结构的高度为Ιμπι-lmm。
[0019]前述的振动传感器，所述凸起结构构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列。
[0020]前述的振动传感器，所述凸起结构在其至少一侧固定连接的表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0021]前述的振动传感器，所述凸起结构在其一侧固定连接的表面上面连接；在其另一侧固定连接的表面上点连接或线连接。
[0022]前述的振动传感器，相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
[0023]前述的振动传感器，所述第一高分子聚合物绝缘层是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0024]前述的振动传感器，所述第二高分子聚合物绝缘层是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0025]前述的振动传感器，所述居间薄膜层是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0026]前述的振动传感器，所述单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种；
[0027]所述复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜。
[0028]本实用新型的振动传感器至少具有如下有益效果:本实用新型的振动传感器是基于聚合物薄膜的受迫振动，由于聚合物薄膜作阻尼振动，因此有效地减小了振动传感器的换能器结构中的谐波影响，具有优异的低频响应性能和信号波形，特别适合用于对心跳、呼吸等低频振动的检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型振动传感器一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0030]图2为本实用新型图1振动传感器的剖面结构示意图。
[0031]图3为本实用新型振动传感器另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。[0032]图4为本实用新型图3振动传感器的剖面结构示意图。
[0033]图5为本实用新型振动传感器另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0034]图6为本实用新型图5振动传感器的立体结构示意图。
[0035]图7为本实用新型振动传感器另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0036]图8为本实用新型图7振动传感器的立体结构示意图。
[0037]图9为声学振动测试示意图。
[0038]图10 Ca)为PVDF压电传感器的实验测量信号图；图10 (b)为PVDF压电传感器的滤波信号图。
[0039]图11 (a)为本实用新型的振动传感器的实验测量信号图；图11 (b)为本实用新型的振动传感器的滤波信号图。
[0040]图12为本实用新型振动传感器的频谱信号图。
[0041 ] 图13为PVDF压电传感器的频谱信号图。
【具体实施方式】
[0042]为了充分了解本实用新型的目的、特征及功效，通过下述【具体实施方式】，对本实用新型作详细说明。
[0043]图1和图2所示是本实用新型一种【具体实施方式】的振动传感器I。该振动传感器I包括依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12，和第二电极层13。具体地，第一电极层11设置在第一高分子聚合物绝缘层12的第一侧表面上，且第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面朝向所述第二电极层13的第二侧表面设置，第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面或第二电极层13的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构14，使得第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面和第二电极层13的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第一高分子聚合物绝缘层12、第二电极层13和凸起结构14共同形成可振动的框架结构；第一电极层11和第二电极层13为振动传感器I的输出端。
[0044]该【具体实施方式】中，凸起结构14的高度是I μ m-lmm。凸起结构14优选为多个，从而可以构成多个空腔。多个凸起结构14的排列方式可以是规则的也可以是不规则的，例如这些多个凸起结构14可以构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列，相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
[0045]凸起结构14在其至少一侧固定连接的表面上面连接,例如在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面和/或第二电极层13的第二侧表面上面连接，每个面连接的宽度为 0.lmm-5mm。
[0046]优选的，凸起结构14在其一侧固定连接的表面上面连接，在其另一侧固定连接的表面上点连接或线连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面上面连接，在第二电极层13的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在第二电极层13的第二侧表面上面连接，在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面上点连接或线连接。通过凸起结构与其固定连接表面形成的空腔，使点连接或线连接凸起结构14支撑的那一侧表面具有厚度方向位移和径向方向位移。该表面径向位移远大于厚度方向位移，从而使得振动传感器具有优异低频振动特性。因此，通过空腔的径向振动可以实现良好的低频响应。
[0047]第一高分子聚合物绝缘层12的厚度是I μ m-lmm，可以是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0048]单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种，优选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一种，且最优选是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0049]复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜构成的复合聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚酰亚胺薄膜构成的复合聚合物薄膜、或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚丙烯薄膜构成的复合聚合物薄膜。
[0050]该【具体实施方式】中，第一电极层11对所用材料没有特殊规定，能够形成导电层的材料都在本实用新型的保护范围之内，例如是铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金；第二电极层13所用材料可以是金属或合金。其中，金属可以是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、猛、钥、鹤或钥;；合金可以是招合金、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。第二电极层13的厚度优选10(^111-50(^111，更优选20(^111。
[0051]下面以仅在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面上设置凸起结构14的情况为例说明该【具体实施方式】的振动传感器的制备方法。
[0052]在第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面上制备凸起结构14，凸起结构14采用与第一高分子聚合物绝缘层12相同的材料，该步骤可以采用，但不限于，丝网印刷方法；制备的凸起结构14的高度控制在I μ m-lmm，可以制成条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的凸起阵列；相邻两个凸起结构之间的距离控制在0.lmm-lmm。凸起结构14在第一高分子聚合物绝缘层12表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0053]然后通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而将凸起结构14与第二电极层13的第二侧表面进行固定连接，形成空腔。凸起结构14在第二电极层13表面上可以是面连接，也可以是点连接或线连接。点连接或线连接的固定连接方式，能够更好的通过空腔的径向振动实现良好的低频响应。
[0054]然后，在第一高分子聚合物绝缘层12的第一侧表面上溅射金属制备第一电极层11。[0055]等离子处理固定连接是指先使用等离子处理器对将被固定连接的表面进行处理，然后在进行固定连接，具体到该【具体实施方式】，是指先使用等离子处理器对第二电极层13的第二侧表面进行处理，然后在将凸起结构14与第二电极层13的第二侧表面进行固定连接，等离子处理器例如可以采用东莞市耀天电气科技有限公司生产的型号为CSM-SSCl的单枪立式等离子表面处理机；压敏胶(PSA)是压敏胶粘剂的简称，是一类对压力有敏感性的胶粘剂，具体到该【具体实施方式】，使用压敏胶固定连接是指将压敏胶涂覆于第二电极层13的第二侧表面，待冷却固化后，将第一高分子聚合物绝缘层12的第二侧表面朝向第二电极层13的第二侧表面，轻压粘结，本领域技术人员根据实际操作可以选择合适的压敏胶，例如，可购买自苏州锦峰压敏胶有限公司。
[0056]该【具体实施方式】中其它情况下的振动传感器的制造方法类似可知。
[0057]在外界振动的作用下，该【具体实施方式】的振动传感器I的第一高分子聚合物绝缘层12上设置的凸起结构14附近的薄膜发生振动，第一高分子聚合物绝缘层12与第二电极层13相互接触产生电信号，电信号的产生会使第一电极层11与第二电极层13之间出现电势差。由于第一电极层11与第二电极层13之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当振动传感器I的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极层11与第二电极层13之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层11与第二电极层13之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复上述过程，就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。
[0058]图3和图4所示是本实用新型另一种【具体实施方式】的振动传感器2。该振动传感器2包括依次层叠设置的第一电极层21，第一高分子聚合物绝缘层22，第二高分子聚合物绝缘层23和第二电极层24。具体地，第一电极层21设置在第一高分子聚合物绝缘层22的第一侧表面上，第二电极层24设置在第二高分子聚合物绝缘层23的第一侧表面上，第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面朝向第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面设置；第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面或第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构25，使第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第一高分子聚合物绝缘层22、第二高分子聚合物绝缘层23和凸起结构25共同形成可振动的框架结构；第一电极层21和第二电极层24为振动传感器2的输出端。
[0059]该【具体实施方式】中，凸起结构25的高度是I μ m-lmm。凸起结构25优选为多个，从而可以构成多个空腔。多个凸起结构25的排列方式可以是规则的也可以是不规则的，例如这些多个凸起结构25可以构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列。相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
[0060]凸起结构25在其至少一侧固定连接的表面上面连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面和/或第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0061]优选的，凸起结构25在其一侧固定连接的表面上面连接，在其另一侧固定连接表面上点连接或线连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面上面连接，在第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面上面连接，在第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面上点连接或线连接。通过凸起结构与其固定连接表面形成的空腔，使点连接或线连接凸起结构25支撑的那一侧表面具有厚度方向位移和径向方向位移。该表面径向位移远大于厚度方向位移，从而使得振动传感器具有低频振动特性。因此，通过空腔的径向振动可以实现良好的低频响应。
[0062]第一高分子聚合物绝缘层22和第二高分子聚合物绝缘层23的厚度均是I μ m-lmm,且都可以是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0063]单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种，优选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一种，且最优选是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0064]复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜构成的复合聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚酰亚胺薄膜构成的复合聚合物薄膜、或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚丙烯薄膜构成的复合聚合物薄膜。
[0065]在该实施方式中，第一电极层21和第二电极层24对所用材料没有特殊规定，能够形成导电层的材料都在本实用新型的保护范围之内，例如是铟锡氧化物、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；合金是招合金、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。
[0066]下面以仅在第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面上设置凸起结构25的情况为例说明该【具体实施方式】的振动传感器的制备方法。
[0067]在第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面上设置凸起结构25，凸起结构25采用与第一高分子聚合物绝缘层22相同的材料，该步骤可以采用，但不限于，丝网印刷方法；制备的凸起结构25的高度控制在I μ m-lmm，可以制成条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的凸起阵列；相邻两个凸起结构之间的距离控制在0.lmm-lmm。凸起结构25在第一高分子聚合物绝缘层22表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0068]然后通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而将凸起结构25与第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面进行固定连接，形成空腔。凸起结构25在第二高分子聚合物绝缘层23表面上可以是面连接，也可以是点连接或线连接。点连接或线连接的固定连接方式，能够更好的通过空腔的径向振动实现良好的低频响应。
[0069]然后，分别在第一高分子聚合物绝缘层22的第一侧表面和第二高分子聚合物绝缘层23的第一侧表面上溅射金属以形成第一电极层21和第二电极层24。其中，等离子处理固定连接是指先使用等离子处理器对将被固定连接的表面进行处理，然后在进行固定连接，具体到该【具体实施方式】，是指先使用等离子处理器对第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面进行处理，然后在将凸起结构25与第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面进行固定连接，等离子处理器例如可以采用东莞市耀天电气科技有限公司生产的型号为CSM-SSCl的单枪立式等离子表面处理机；压敏胶(PSA)是压敏胶粘剂的简称，是一类对压力有敏感性的胶粘剂，具体到该【具体实施方式】，使用压敏胶固定连接是指将压敏胶涂覆于第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面，待冷却固化后，将第一高分子聚合物绝缘层22的第二侧表面朝向第二高分子聚合物绝缘层23的第二侧表面，轻压粘结，本领域技术人员根据实际操作可以选择合适的压敏胶，例如，可购买自苏州锦峰压敏胶有限公司。
[0070]该【具体实施方式】中其它情况下的振动传感器的制造方法类似可知。
[0071]在外界振动的作用下，该【具体实施方式】的振动传感器2的第一高分子聚合物绝缘层22上设置的凸起结构25附近的薄膜发生振动，第一高分子聚合物绝缘层22和第二高分子聚合物绝缘层23相互接触产生电信号，会使第一电极层21和第二电极层24之间出现电势差。由于第一电极层21和第二电极层24之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当振动传感器2的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极层21和第二电极层24之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层21和第二电极层24之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复上述过程，就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。
[0072]图5和图6所示是本实用新型又一种【具体实施方式】的振动传感器3。该振动传感器3包括依次层叠设置的第一电极层31，第一高分子聚合物绝缘层32，居间薄膜层33，第二高分子聚合物绝缘层34和第二电极层35。具体地，第一电极层31设置在第一高分子聚合物绝缘层32的第一侧表面上；第二电极层35设置在第二高分子聚合物绝缘层34的第一侧表面上，且居间薄膜层33设置在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面和第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面之间，并且居间薄膜层33的第一侧表面与第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面相对，居间薄膜层33的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面相对；第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面或居间薄膜层33的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构36，使第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面与居间薄膜层33的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第一高分子聚合物绝缘层32、居间薄膜层33和凸起结构36共同形成可振动的框架结构，和/或，第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面或居间薄膜层33的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构37，使第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面与居间薄膜层33的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第二高分子聚合物绝缘层34、居间薄膜层33和凸起结构37共同形成可振动的框架结构；第一电极层31和第二电极层35为振动传感器3的两个输出端。
[0073]该【具体实施方式】中，凸起结构的高度是I μ m-lmm。凸起结构优选为多个，从而可以构成多个空腔。多个凸起结构的排列方式可以是规则的也可以是不规则的，例如这些多个凸起结构25可以构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列；相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
[0074]凸起结构在其至少一侧固定连接的表面上面连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面和/或居间薄膜层33的第一侧表面上面连接，和/或，第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面和/或居间薄膜层33的第二侧表面上面连接，每个面连接的宽度为 0.lmm-5mm。
[0075]优选的，凸起结构在其一侧固定连接的表面上面连接，在其另一侧固定连接表面上点连接或线连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面上面连接,在居间薄膜层33的第一侧表面上点连接或线连接；或者，在居间薄膜层33第一高分子聚合物绝缘层32的第一侧表面上面连接，在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面上面连接，在居间薄膜层33的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在居间薄膜层33的第二侧表面上面连接，在第二高分子聚合物绝缘层34的第二侧表面上点连接或线连接。
[0076]第一高分子聚合物绝缘层32，居间薄膜层33和第二高分子聚合物绝缘层34可以是单一聚合物层或复合聚合物层，各聚合物薄膜层的厚度为I μ m-lmm。
[0077]单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种，优选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一种，且最优选是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0078]复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜构成的复合聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚酰亚胺薄膜构成的复合聚合物薄膜、或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚丙烯薄膜构成的复合聚合物薄膜。
[0079]在该【具体实施方式】中，第一电极层31和第二电极层35对所用材料没有特殊规定，能够形成导电层的材料都在本实用新型的保护范围之内，例如是铟锡氧化物、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；合金是招合金、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。[0080]下面以仅在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面上设置凸起结构的情况为例说明该【具体实施方式】的振动传感器的制备方法。
[0081]在第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面上设置凸起结构36，凸起结构36采用与第一高分子聚合物绝缘层32相同的材料，该步骤可以采用，但不限于，丝网印刷方法；制备的凸起结构36的高度控制在I μ m-lmm，可以制成条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的凸起阵列。相邻两个凸起结构之间的距离控制在0.lmm-lmm。凸起结构36在第一高分子聚合物绝缘层32表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0082]然后通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而将凸起结构36与居间薄膜层33的第一侧表面进行固定连接，形成空腔。凸起结构36在居间薄膜层33表面上可以是面连接，也可以是点连接或线连接。点连接或线连接的固定连接方式，能够更好的通过空腔的径向振动实现良好的低频响应。
[0083]在第一高分子聚合物绝缘层32的第一侧表面上涂覆金属形成第一电极层31，在第二高分子聚合物绝缘层34的第一侧表面上涂覆金属形成第二电极层35，然后按照第一电极层31，第一高分子聚合物绝缘层32，居间薄膜层33，第二高分子聚合物绝缘层34和第二电极层35的顺序进行组装。其中，等离子处理固定连接是指先使用等离子处理器对将被固定连接的表面进行处理，然后在进行固定连接，具体到该【具体实施方式】，是指先使用等离子处理器对居间薄膜层33的第一侧表面进行处理，然后在将凸起结构与居间薄膜层33的第一侧表面进行固定连接，等离子处理器例如可以采用东莞市耀天电气科技有限公司生产的型号为CSM-SSCl的单枪立式等离子表面处理机；压敏胶(PSA)是压敏胶粘剂的简称，是一类对压力有敏感性的胶粘剂，具体到该【具体实施方式】，使用压敏胶固定连接是指将压敏胶涂覆于居间薄膜层33的第一侧表面，待冷却固化后，将第一高分子聚合物绝缘层32的第二侧表面朝向居间薄膜层33的第一侧表面，轻压粘结，本领域技术人员根据实际操作可以选择合适的压敏胶，例如，可购买自苏州锦峰压敏胶有限公司。
[0084]该【具体实施方式】中其它情况下的振动传感器的制作类似可知。
[0085]在外界振动的作用下，第一高分子聚合物绝缘层32与居间薄膜层33之间设置的凸起结构36附近的薄膜发生振动，从而使第一高分子聚合物绝缘层32与居间薄膜层33相互接触产生电信号，和/或，第二高分子聚合物绝缘层34与居间薄膜层33之间设置的凸起结构37附近的薄膜发生振动，从而使第二高分子聚合物绝缘层34与居间薄膜层33相互接触产生电信号，因而使第一电极层31和第二电极层35之间出现电势差。由于第一电极层31和第二电极层35之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当振动传感器3的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极层31和第二电极层35之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层31和第二电极层35之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复上述过程，就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。
[0086]图7和图8所示是本实用新型又一种【具体实施方式】的振动传感器4。该振动传感器4包括依次层叠设置的第一电极层41，第一高分子聚合物绝缘层42，居间电极层43，第二高分子聚合物绝缘层44和第二电极层45。具体地，第一电极层41设置在第一高分子聚合物绝缘层42的第一侧表面上；第二电极层45设置在第二高分子聚合物绝缘层44的第一侧表面上，居间电极层43设置在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面之间，并且居间电极层43的第一侧表面与第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面相对设置，居间电极层43的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面相对设置；第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面或居间电极层43的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构46，使第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面与居间电极层43的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第一高分子聚合物绝缘层42、居间电极层43和凸起结构46共同形成可振动的框架结构，和/或，第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面或居间电极层43的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构47，使第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面与居间电极层43的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，第二高分子聚合物绝缘层44、居间电极层43和凸起结构47共同形成可振动的框架结构。第一电极层41和第二电极层45串联为振动传感器4的一个输出端,居间电极层43为振动传感器4的另一个输出端,或者,第一电极层41、第二电极层45和居间电极层43中的任意两个作为振动传感器4的输出端。
[0087]该【具体实施方式】中，凸起结构的高度是I μ m-lmm。凸起结构优选为多个，从而可以构成多个空腔。多个凸起结构的排列方式可以是规则的也可以是不规则的，例如这些多个凸起结构可以构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列；相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
[0088]凸起结构在其至少一侧固定连接的表面上面连接,例如在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面和/或居间电极层43的第一侧表面上面连接，和/或，第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面和/或居间电极层43的第二侧表面上面连接，每个面连接的宽度为 0.lmm-5mm。
[0089]优选的，凸起结构在其一侧固定连接的表面上面连接，在其另一侧固定连接的表面上点连接或线连接，例如在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面上面连接，在居间电极层43的第一侧表面上点连接或线连接；或者，在居间电极层43的第一侧表面上面连接，在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面上面连接，在居间电极层43的第二侧表面上点连接或线连接；或者，在居间电极层43的第二侧表面上面连接，在第二高分子聚合物绝缘层44的第二侧表面上点连接或线连接。通过凸起结构与其固定连接表面形成的空腔，使点连接或线连接凸起结构支撑的那一侧表面具有厚度方向位移和径向方向位移。该表面径向位移远大于厚度方向位移，从而使得振动传感器具有低频振动特性。因此，通过空腔的径向振动可以实现良好的低频响应。
[0090]第一高分子聚合物绝缘层42和第二高分子聚合物绝缘层44的厚度均是I μ m-lmm,且都可以是单一聚合物层或复合聚合物层。
[0091]单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种，优选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一种，且最优选是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0092]复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚二甲基硅氧烷薄膜构成的复合聚合物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚酰亚胺薄膜构成的复合聚合物薄膜、或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚丙烯薄膜构成的复合聚合物薄膜。
[0093]在该实施方式中，第一电极层41和第二电极层45对所用材料没有特殊规定，能够形成导电层的材料都在本实用新型的保护范围之内，例如是铟锡氧化物、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；合金是招合金、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。
[0094]所述居间电极层43为金属或合金。其中，金属可以是金、银、钼、钯、铝、镍、铜、钛、铬、锡、铁、猛、钥、鹤或钥;；合金可以是招合金、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。居间电极层43的厚度优选100 μ m-500 μ m,更优选200 μ m。
[0095]下面以在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面上设置凸起结构46的情况为例说明该【具体实施方式】的振动传感器的制备方法。
[0096]在第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面上设置凸起结构46，凸起结构46采用与第一高分子聚合物绝缘层42相同的材料，该步骤可以采用，但不限于，丝网印刷方法；制备的凸起结构46的高度控制在I μ m-lmm，可以制成条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的凸起阵列。相邻两个凸起结构之间的距离控制在0.lmm-lmm。凸起结构46在第一高分子聚合物绝缘层42表面上面连接，每个面连接的宽度为0.lmm-5mm。
[0097]然后通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而将凸起结构与居间电极层43的第一侧表面进行固定连接，形成空腔。凸起结构46在居间电极层43表面上可以是面连接，也可以是点连接或线连接。点连接或线连接的固定连接方式，能够更好的通过空腔的径向振动实现良好的低频响应。
[0098]在第一高分子聚合物绝缘层42的第一侧表面上涂覆金属形成第一电极层41，在第二高分子聚合物绝缘层44的第一侧表面上涂覆金属形成第二电极层45，然后按照第一电极层41，第一高分子聚合物绝缘层42，居间电极层43，第二高分子聚合物绝缘层44和第二电极层45的顺序进行组装。其中，等离子处理固定连接是指先使用等离子处理器对将被固定连接的表面进行处理，然后在进行固定连接，具体到该【具体实施方式】，是指先使用等离子处理器对居间电极层43的第一侧表面进行处理，然后在将凸起结构46与居间电极层43的第一侧表面进行固定连接，等离子处理器例如可以采用东莞市耀天电气科技有限公司生产的型号为CSM-SSCl的单枪立式等离子表面处理机；压敏胶(PSA)是压敏胶粘剂的简称，是一类对压力有敏感性的胶粘剂，具体到该【具体实施方式】，使用压敏胶固定连接是指将压敏胶涂覆于居间电极层43的第一侧表面，待冷却固化后，将第一高分子聚合物绝缘层42的第二侧表面朝向居间电极层43的第一侧表面，轻压粘结，本领域技术人员根据实际操作可以选择合适的压敏胶，例如，可购买自苏州锦峰压敏胶有限公司。
[0099]该【具体实施方式】中其它情况下的振动传感器的制作类似可知。
[0100]在外界振动的作用下，第一高分子聚合物绝缘层42上设置的凸起结构46附近的薄膜发生振动，从而使第一高分子聚合物绝缘层42与居间电极层43相互接触产生电信号，和/或，第二高分子聚合物绝缘层44上设置的凸起结构47附近的薄膜发生振动，从而使第二高分子聚合物绝缘层44与居间电极层43相互接触产生电信号，从而导致第一电极层41和居间电极层43之间，以及居间电极层43和第二电极层45之间出现电势差。由于第一电极层41和居间电极层43之间，以及居间电极层43和第二电极层45之间电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。当振动传感器4的各层恢复到原来状态时，这时形成在第一电极层41和居间电极层43之间，以及居间电极层43和第二电极层45之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层41和居间电极层43之间，以及居间电极层43和第二电极层45之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复上述过程，就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。
[0101]本实用新型的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。由图12和图13频谱对比可知，本实用新型的振动传感器对于OHz和5Hz之间的响应能力远强于聚偏氟乙烯(PVDF)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，由于本实用新型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、呼吸等低频振动的检测。
[0102]在上述各种【具体实施方式】中，当复合聚合物层被采用时，其制备方法:
[0103]可选步骤，(I)当聚合物基底材料为固体材料，例如聚偏氟乙烯时，将聚合物基底材料溶于常规有机溶剂中，例如二甲基乙酰胺(DMA)中形成聚合物基底材料液态溶液；
[0104](2)将聚合物基底材料液态溶液涂膜，干燥固化，从而得到聚合物基底层；当聚合物基底材料为液体材料，例如聚二甲基硅氧烷时，直接进行步骤(2)；以及
[0105](3)对聚合物基底层一侧表面采用等离子处理，之后在其上涂覆另一聚合物层材料的液体溶液(制备方法同聚合物基底材料液态溶液)，然后干燥固化，从而得到复合聚合物层。
[0106]本实用新型的工艺方法除上述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。
[0107]下面通过具体的实施例来阐述本实用新型的方法的实施，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本实用新型权利要求范围的限制。
[0108]实施例
[0109]实施例1
[0110]本实施例振动传感器尺寸为30mmX 12mm,总厚度大约是400 μ m。该振动传感器包括依次层叠设置的第一电极层21，第一高分子聚合物绝缘层22，第二高分子聚合物绝缘层23和第二电极层24，如图3和图4所示。[0111]第一电极层21和第二电极层24所用材料为招箔,厚度为50 μ m。第一高分子聚合物绝缘层22为复合聚合物层，所用材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)与聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)构成的复合聚合物薄膜，厚度为150μπι。第二高分子聚合物绝缘层23为单一聚合物层，所用材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度为100 μ m。第一高分子聚合物绝缘层22与第二高分子聚合物绝缘层23相对的一侧上设有条纹状凸起结构，凸起高度为30 μ m,条纹状图形的宽度为5mm，相邻两条纹状图形的间距为1mm。第一高分子聚合物绝缘层22和第二高分子聚合物绝缘层23进行一体设置呈一体式。
[0112]图9所示是聚偏氟乙烯压电传感器(PVDF压电传感器，锦州科信电子材料有限公司)与本实施例所示振动传感器的声学性能测试示意图。PVDF压电传感器的面积为30mmX 1.2mm, PVDF 厚度为 30 μ m。
[0113]将两个传感器平行固定，在同一声源条件下(1kHz，40dB)，采用低通滤波器进行测试。图10 (a)所示是PVDF压电传感器探测声波性能测量信号图，图10 (b)所示是PVDF压电传感器探测声波性能滤波信号图。图11 (a)所示是本实施例振动传感器探测声波性能测量信号图，图11 (b)所示是本实施例振动传感器探测声波性能滤波信号图。对比图10(b)和图11 (b)可以看出，PVDF压电传感器输出信号输出电压为lmV，具有明显的谐波干扰，导致信号畸变，而本实施例振动传感器输出电压为1.5mV,并保持完好的输出信号,不存在信号畸变。
[0114]图12是本实施例振动传感器频谱信号图，图13是PVDF压电传感器频谱信号图。对比图12和图13可以看出，PVDF压电传感器的频率响应具有较宽的带宽，其响应带宽主要在50Hz和200Hz之间，而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。对于心跳和呼吸振动而言，主要集中在5Hz以下，由上述频谱对比可知，本实施例振动传感器对于OHz和5Hz之间的响应能力远强于PVDF压电传感器，因而其更适用于对心跳、呼吸等低频振动的检测。
[0115]实施例2
[0116]本实施例的振动传感器尺寸为30mmX 12mm,总厚度大约是400 μ m。该振动传感器包括依次层叠设置的第一电极层11，第一高分子聚合物绝缘层12，和第二电极层13，如图1和图2所示。
[0117]第一电极层11和第二电极层13所用材料为铜箔,厚度为100 μ m。第一高分子聚合物绝缘层12为复合聚合物层，所用材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜与聚丙烯薄膜构成的复合聚合物薄膜(永泰塑料)，厚度为130μπι。第一高分子聚合物绝缘层12与第二电极层13相对的一侧上设有菱形凸起结构，凸起高度为50 μ m,菱形的长对角线长度为0.1mm,相邻两菱形的间距为0.1_。第一高分子聚合物绝缘层12与第二电极层13进行一体设置呈一体式。
[0118]将本实施例的振动传感器平行固定在培养皿上，在lkHz，40dB声源条件下，采用低通滤波器进行测试。经过滤波处理，输出电压为1.2mV，本实施例的振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0119]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、呼吸等低频振动的检测。
[0120]实施例3[0121]本实施例的振动传感器尺寸为30mmX 12mm,总厚度大约是1mm。该振动传感器3包括依次层叠设置的第一电极层31，第一高分子聚合物绝缘层32，居间薄膜层33，第二高分子聚合物绝缘层34和第二电极层35，如图5和图6所示。
[0122]第一电极层31所用材料为铜箔，其厚度为70 μ m，第二电极层35所用材料为钨，其厚度为130 μ m。第一高分子聚合物绝缘层32和第二高分子聚合物绝缘层34均为单一聚合物层，所用材料均为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均为100 μ m。居间薄膜层33为复合聚合物层，所用材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)与聚丙烯薄膜(永泰塑料)构成的复合聚合物薄膜，厚度为150μπι。居间薄膜层33的两个侧表面上均设有条纹状凸起结构，凸起高度为0.9mm，条纹状图形的宽度为4mm，相邻两条纹状图形的间距为
0.5mm。第一高分子聚合物绝缘层32，居间薄膜层33和第二高分子聚合物绝缘层34进行一体设置呈一体式。
[0123]将本实施例振动传感器平行固定在培养皿上，在lkHz，40dB声源条件下，采用低通滤波器进行测试。经过滤波处理，输出电压为1.2mV，本实施例振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0124]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、呼吸等低频振动的检测。
[0125]实施例4
[0126]本实施例的振动传感器尺寸为30mmX 12mm,总厚度大约是1mm。该振动传感器4包括依次层叠设置的第一电极层41，第一高分子聚合物绝缘层42，居间电极层43，第二高分子聚合物绝缘层44和第二电极层45，如图7和图8所示。
[0127]第一电极层41和第二电极层45所用材料为铜箔,其厚度为100 μ m,居间电极层43所用材料为铝箔，其厚度为100 μ m ;第一高分子聚合物绝缘层42采用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)与聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)构成的复合聚合物薄膜，厚度为150 μ m，第二高分子聚合物绝缘层44所用材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度为150 μ m。第一高分子聚合物绝缘层42与居间电极层43相对的侧表面上设有Z字形凸起结构，凸起高度为1mm，Z字形图形的宽度为5mm，相邻两Z字形图形的间距为1mm。第一高分子聚合物绝缘层42与居间电极层43进行一体设置呈一体式。
[0128]将本实施例的振动传感器平行固定在培养皿上，在lkHz，40dB声源条件下，采用低通滤波器进行测试。经过滤波处理，输出电压为1.0mV，本实施例振动传感器具有优异的低频检测效果。
[0129]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、呼吸等低频振动的检测。
【权利要求】
1.一种振动传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，和第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第二电极层的第二侧表面设置； 所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述第二电极层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使得所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面和所述第二电极层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构； 所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
2.一种振动传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面朝向所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面设置； 所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物绝缘层、所述第二高分子聚合物绝缘层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构； 所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
3.一种振动传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述居间电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，并且所述居间电极层的第一侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置，所述居间电极层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置； 所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间电极层的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间电极层的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构，和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间电极层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间电极层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物绝缘层、所述居间电极层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构； 所述居间电极层、所述第一电极层和所述第二电极层中的任意两者或三者形成所述振动传感器的输出端。
4.一种振动传感器，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，居间薄膜层，第二高分子聚合物绝缘层以及第二电极层；其中所述第一电极层设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上，所述第二电极层设置在所述第二高分子聚合物绝缘层的第一侧表面上；所述居间薄膜层为聚合物薄膜层，设置在所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面之间，并且所述居间薄膜层的第一侧表面与所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置，所述居间薄膜层的第二侧表面与所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面相对设置； 所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间薄膜层的第一侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第一高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间薄膜层的第一侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物绝缘层、所述居间薄膜层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构，和/或，所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面或所述居间薄膜层的第二侧表面上设置有至少一个凸起结构，使所述第二高分子聚合物绝缘层的第二侧表面与所述居间薄膜层的第二侧表面相互固定连接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物绝缘层、所述居间薄膜层和所述凸起结构共同形成可振动的框架结构； 所述第一电极层和所述第二电极层为所述振动传感器的两个输出端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述固定连接是通过等离子处理固定连接或使用压敏胶固定连接而实现的固定连接。
6.根据权利要求1-4任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述凸起结构的高度为.1μ m-lmm0
7.根据权利要求1-4任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述凸起结构构成横截面为条纹状结构、井字状结构、菱形状结构、Z字结构或叉指结构的阵列。
8.根据权利要求7所述的振动传感器，其特征在于，所述凸起结构在其至少一侧固定连接的表面上面连接，每个面连接的览度为0.
9.根据权利要求8所述的振动传感器，其特征在于，所述凸起结构在其一侧固定连接的表面上面连接；在其另一侧固定连接的表面上点连接或线连接。
10.根据权利要求1_4、8或9中任一项所述的振动传感器，其特征在于，相邻两个凸起结构之间的距离是0.lmm-lmm。
11.根据权利要求1-4任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述第一高分子聚合物绝缘层是单一聚合物层或复合聚合物层。
12.根据权利要求2-4任一项所述的振动传感器，其特征在于，所述第二高分子聚合物绝缘层是单一聚合物层或复合聚合物层。
13.根据权利要求4所述的振动传感器，其特征在于，所述居间薄膜层是单一聚合物层或复合聚合物层。
14.根据权利要求11所述的振动传感器，其特征在于，所述单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种；所述复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜。
15.根据权利要求12所述的振动传感器，其特征在于，所述单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种； 所述复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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?)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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜。
16.根据权利要求13所述的振动传感器，其特征在于，所述单一聚合物层所用材料选自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一种； 所述复合聚合物层所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者构成的复合聚合物薄膜。
【文档编号】A61B5/0245GK203710011SQ201320852000
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】王竹, 林同福, 赵豪 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司