振动传感器及其制备方法_5

文档序号:8401397阅读:来源:国知局
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。
[0135]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。
[0136]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。
[0137]本发明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,本发明的振动传感器对于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、呼吸等低频振动的检测。
[0138]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:
[0139]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;
[0140](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
[0141](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。
[0142]本发明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。
[0143]下面通过具体的实施例来阐述本发明的方法的实施,本领域技术人员应当理解的是,这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。
[0144]实施例
[0145]实施例1
[0146]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。
[0147]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。
[0148]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。
[0149]将两个传感器平行固定,在同一声源条件下(lkHz,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。
[0150]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。
[0151]实施例2
[0152]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。
[0153]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。
[0154]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。
[0155]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。
[0156]实施例3
[0157]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。
[0158]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。
[0159]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。
[0160]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。
[0161]实施例4
[0162]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。
[0163]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。
[0164]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。
[0165]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。
【主权项】
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
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1