基于液态金属的柔性大应变传感器及其制备方法与流程

文档序号:20285282发布日期:2020-04-07 15:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,包括底层衬底(1),底层衬底(1)内部设有微流体通道(2),微流体通道(2)为相交于一点的多方向通道,底层衬底(1)上设有顶层衬底(4),微流体通道(2)中填充有液态金属柱(3),所有液态金属柱(3)并联于电源(8)两端,电路中连接有用于测量液态金属柱(3)电流的电流表,同方向液态金属柱(3)的两个延伸段的液态金属电阻的阻值相等。

2.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,所述微流体通道(2)为十字形、“*”形或“米”字形中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,所述微流体通道(2)每个延伸段的形状相同,为直线型、s形或方形中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,所述液态金属柱(3)同方向的两端通过对应的电极(5)相连接后与电源(8)一端连接,液态金属柱(3)的交叉中心通过电极(5)与电源(8)另一端连接,多个同方向液态金属柱(3)的并联支路上分别连接有电流表,电源电路上连接有开关(9),电极(5)通过高分子聚合材料与底层衬底(1)固定连接并密封微流体通道(2)。

5.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,所述液态金属柱(3)采用镓铟锡合金。

6.根据权利要求1所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器,其特征在于,所述底层衬底(1)与顶层衬底(4)材质一致,选用高分子聚合物制得。

7.一种基于液态金属的柔性大应变传感器的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤进行:

s1,通过3d打印蜡模模具(10),蜡模模具(10)包括型腔和型芯,型芯为与微流体通道(2)形状相对应的实心通道,固定于型腔中心,微流体通道(2)同方向两个延伸段的形状、尺寸相同;

s2,将高分子聚合物材料填充至型腔中,在40-50℃下固化16小时之后,熔化蜡模模具(10)得到底层衬底(1)和微流体通道(2);

s3,将底层衬底(1)贴合于半固化的高分子聚合物材料,放入高温干燥箱内进行固化以粘合底层衬底(1)与顶层衬底(4);

s4,在底层衬底(1)上打孔,连通微流体通道(2),在孔口放置适量液态金属,将整个器件放入真空干燥箱中,将液态金属真空填充至微流体通道(2)中形成液态金属柱(3);

s5,在液态金属柱(3)需要连接电路处对应的顶层衬底(4)和底层衬底(1)上打孔,将电极(5)插入对应的开孔处,分别与液态金属柱(3)连接,在开孔处分别滴入高分子聚合物材料将电极(5)与底层衬底(1)固定连接,并密封微流体通道(2);

s6,液态金属柱(3)同方向的两端通过对应的电极(5)相连接后与电源(8)一端连接,液态金属柱(3)的交叉中心通过电极(5)与电源(8)另一端连接,多个同方向液态金属柱(3)的并联支路上分别连接有电流表,电源电路上连接有开关(9)。

8.根据权利要求7所述的一种基于液态金属的柔性大应变传感器的制备方法,其特征在于,所述高分子聚合物材料为pdms,所述步骤s3中半固化的高分子聚合物材料是在70-80℃下固化0.1小时得到的。


技术总结
本发明公开了一种基于液态金属的柔性大应变传感器及其制备方法,包括底层衬底,底层衬底内部设有微流体通道,微流体通道为相交于一点的多方向通道,底层衬底上设有顶层衬底,微流体通道中填充有液态金属柱,所有液态金属柱并联于电源两端,电路中连接有测量液态金属柱电流的电流表,同方向液态金属柱两个延伸段的液态金属电阻的阻值相等。本发明的传感器输出稳定,耐久性好,测量范围大,对低温环境具有较好适应性,能够进行多方向的拉伸检测,解决了现有技术中存在的问题。

技术研发人员:吕晓洲
受保护的技术使用者:西安电子科技大学
技术研发日:2019.12.12
技术公布日:2020.04.07
当前第2页1 2 
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