一种磁性离子凝胶传感器的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种磁性离子凝胶传感器。


背景技术：

2.磁性离子液体是由含有磁性中心的有机阳离子和无机或有机阴离子组成的一种具有磁性的功能化离子液体，即具有单电子有机自由基结构或金属离子配合物结构，因单电子磁性中心的存在，使磁性离子液体在外界磁场作用下能够产生一定的磁化强度，且能对磁铁及对外界磁场产生宏观响应，利用磁性离子液体作为原材料可制备得到一种既具有导电性又具有磁性的磁性离子凝胶，其在发生机械变形会导致其电阻率发生变化，目前还没有关于利用磁性离子凝胶传感器制备可同时检测磁场和机械形变的传感器，本专利利用磁性离子凝胶制备了得到了一种可检测磁场和机械形变的传感器。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种磁性离子凝胶传感器，通过采用磁性离子凝胶制备检测部a和检测部b，同时分别将检测部a和检测部b设置在检测组件a和检测组件b中，通过控制器检测检测部a和检测部b电阻率变化达到同时检测磁场和机械形变的效果，解决了现有技术中还没有通过磁性离子凝胶制备得到可同时检测磁场和机械形变的传感器的问题。
4.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
5.一种磁性离子凝胶传感器，包括：检测组件a和检测组件b，所述检测组件a与所述检测组件b通过连接件进行连接，所述检测组件a、连接件和检测组件b以层状结构集成为一体，所述检测组件a的内部设有检测部a，所述检测组件b的内部设置有检测部b；
6.所述检测部a，用于根据被测对象的磁场产生第一信号并输出到控制器；
7.所述检测部b，用于根据被测对象的形变产生第二信号并输出到控制器；
8.其中，所述检测部a在磁场环境下将改变检测部a的电阻大小；
9.所述检测部b发生形变的情况下将改变检测部b的电阻大小。
10.为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。
11.进一步的，所述检测组件a包括基材a、引线a、电极a和容器，所述容器设置在所述基材a的内部中部，所述电极a嵌设所述基材a的两侧，所述容器的内部设置有检测部a，所述引线a的一端与所述检测部a电连接，所述引线a的另一端与所述电极a电连接，所述电极a与所述控制器的信号输入端电连接。
12.进一步的，所述容器的内部设置为真空状态，所述容器的材质为尼龙工程塑料。
13.进一步的，所述检测部a和所述检测部b的结构和大小均完全一致。
14.进一步的，所述检测部a包括囊体和磁性离子凝胶，所述磁性离子凝胶设置在所述囊体的内部，所述引线a与所述磁性离子凝胶电连接。
15.进一步的，所述囊体由具有弹性的材料制成。
16.进一步的，所述检测组件b包括基材b、引线b、电极b、隔磁套和连杆，所述隔磁套设
置在所述基材b的内部中部，所述检测部b设置在隔磁套的内部通过连杆与所述隔磁套连接，所述电极b嵌设所述基材b的两侧，所述引线b的一端与所述检测部b电连接，所述引线b的另一端与所述电极b电连接，所述电极b与所述控制器的信号输入端电连接。
17.进一步的，所述连杆的数量为若干个，均匀分布在检测部b的顶部和底部。
18.进一步的，所述连接件包括基材c，所述基材c的底部设置有凸起部，所述凸起部与基材b连接，所述基材c与所述基材a连接。
19.进一步的，所述基材a由硬质材料制成，所述基材b和所述基材c由软质材料制成，且所述基材c的硬度小于所述基材b的硬度。
20.相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：通过采用磁性离子凝胶制备检测部a和检测部b，同时分别将检测部a和检测部b设置在检测组件a和检测组件b中，通过控制器检测检测部a和检测部b电阻率变化达到同时检测磁场和机械形变的效果，解决了现有技术中还没有通过磁性离子凝胶制备得到可同时检测磁场和机械形变的传感器的问题。
21.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
22.图1为本发明实施例公开的磁性离子凝胶传感器的剖视结构示意图；
23.图2为图1中a处放大结构示意图；
24.图3为图1中b处放大结构示意图。
25.附图标记：1、检测组件a；11、基材a；12、引线a；13、电极a；14、容器；2、检测组件b；21、基材b；22、引线b；23、电极b；24、隔磁套；25、连杆；3、检测部a；31、囊体；32、磁性离子凝胶；4、检测部b；5、连接件；51、基材c；52、凸起部。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.参照附图1-3所示，一种磁性离子凝胶传感器，其包括检测组件a1和检测组件b2，检测组件a1与检测组件b2通过连接件5进行连接，检测组件a1、连接件5和检测组件b2以层状结构集成为一体，检测组件a1的内部设有检测部a3，检测组件b2的内部设置有检测部b4；
28.参照附图1-3所示，检测部a3，用于根据被测对象的磁场产生第一信号并输出到控制器；
29.在本实施例中，检测部a3用于检测磁场，在检测部a3处于磁场环境中时，检测部a3在磁场环境下将改变检测部a3的电阻大小，通过控制器检测检测部a3的电阻变化实现检测磁场的大小的效果。
30.参照附图1-3所示，检测部b4，用于根据被测对象的形变产生第二信号并输出到控制器；
31.在本实施例中，检测部b4用于检测机械形变，优选的，检测部b4用于检测被测对象弯折的机械形变，在检测部b4发生机械变形时，检测部b4的电阻大小发生改变，通过控制器
检测检测部b4的电阻变化实现检测磁场的大小的效果。
32.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
33.参照附图1-3所示，检测部a3包括囊体31和磁性离子凝胶32，磁性离子凝胶32设置在囊体31的内部，引线a12与磁性离子凝胶32电连接。
34.需要说明的是，囊体31由具有弹性的材料制成，在本实施例中，囊体31的材料限定为pdms硅橡胶，磁性离子凝胶32完全充满囊体31的内部，检测部a3和检测部b4的结构和大小均完全一致；
35.另需要说明的是，在囊体31中磁性离子凝胶32发生形变的情况下，囊体31内部发生形变的磁性离子凝胶32的电阻也会发生变化，在将检测部a3置于磁场中时，囊体31内部磁性离子凝胶32在磁场的作用下发生形变，形变程度与磁场的大小相对应，在囊体31内部磁性离子凝胶32在磁场的作用下发生形变后，囊体31内部发生形变的磁性离子凝胶32的电阻同样发生变化，同样的，在检测部b4因外部的机械力发生形变后，检测部b4囊体31内部发生形变的磁性离子凝胶32的电阻同样发生变化，通过控制器检测检测部a3和检测部b4的电阻，即可获取磁场的大小和机械变形的大小。
36.参照附图1-3所示，在本发明实施例中，检测组件a1包括基材a11、引线a12、电极a13和容器14，容器14设置在基材a11的内部中部，电极a13嵌设基材a11的两侧，容器14的内部设置有检测部a3，引线a12的一端与检测部a3电连接，引线a12的另一端与电极a13电连接，电极a13与控制器的信号输入端电连接。
37.在本实施例中，容器14的内部设置为真空状态，容器14的材质为尼龙工程塑料，采用上述设置用于对检测部a3进行防护，避免因基材a11的形变导致检测部a3发生形变，同时设置为真空状态，避免容器14内部的空气影响检测部a3在磁场的作用下发生形变，便于检测部a3发生形变。
38.参照附图1-3所示，在本发明实施例中，检测组件b2包括基材b21、引线b22、电极b23、隔磁套24和连杆25，隔磁套24设置在基材b21的内部中部，检测部b4设置在隔磁套24的内部通过连杆25与隔磁套24连接，电极b23嵌设基材b21的两侧，引线b22的一端与检测部b4电连接，引线b22的另一端与电极b23电连接，电极b23与控制器的信号输入端电连接。
39.需要说明的是，述连杆25的数量为若干个，优选为36个，均匀分布在检测部b4的顶部和底部，连接杆用于在基材b21发生形变时，将基材b21的形变传递到检测部b4，带动检测部b4发生形变，隔磁套24用于避免外界的磁场对检测部b4造成影响，在本实施例中限定隔磁套24的材料为柔性磁屏蔽材料ms-f/fr，隔磁套24将检测部b4包裹在内部，隔磁套24的内部为一个封闭的结构。
40.参照附图1-3所示，在本发明实施例中，连接件5包括基材c51，基材c51的底部设置有凸起部52，凸起部52与基材b21连接，基材c51与基材a11连接。
41.需要说明的，基材a11由硬质材料制成，优选为尼龙工程塑料，基材b21和基材c51由软质材料制成，且基材c51的硬度小于基材b21的硬度，优选的，基材c51和基材b21的材料为硬度不同的橡胶，即柔软程度不同的橡胶，设置的凸起之间设有间隙，用于在基材b21形变时使基材b21能获得更大的形变量。
42.具体的工作原理，将基材b21远离基材a11的一侧采用粘接的方式粘贴到被测对象的表面，在被测对象发生弯折形变时，基材b21发生形变，连接杆将基材b21的形变传递到检
测部b4，检测部b4的囊体31带动内部的磁性离子凝剂发生形变，使磁性离子凝剂的电阻发生改变，通过控制器检测检测部b4的阻值变化，获取对被测对象发生弯折形变时机械变形的大小，在被测对象处于磁场环境时，隔离套用于避免外界的磁场对检测部b4产生影响，检测部a3在磁场环境下，囊体31中磁性离子凝胶32发生形变，囊体31内部发生形变的磁性离子凝胶32的电阻发生变化，形变程度与磁场的大小相对应，通过控制器检测检测部a3的电阻变化实现检测磁场的大小，通过采用磁性离子凝胶32制备检测部a3和检测部b4，同时分别将检测部a3和检测部b4设置在检测组件a1和检测组件b2中，通过控制器检测检测部a3和检测部b4电阻率变化达到同时检测磁场和机械形变的效果，解决了现有技术中还没有通过磁性离子凝胶32制备得到可同时检测磁场和机械形变的传感器的问题。
43.需要说明的是，控制器具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
44.控制器的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
45.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。