基于摩擦电传感器的防盗装置的制作方法

本发明涉及一种防盗装置，具体地涉及一种基于摩擦电传感器的防盗装置。

背景技术：

1、为确保文物、陈设、展览场景中物品的安全，部署有效的防盗系统非常重要，目前防盗系统主要有红外监控系统，玻璃破碎监测系统和基于压电式传感器的防盗系统。然而，红外监控系统，玻璃破碎监测系统隐蔽性不好，容易被犯罪分子拆除和破解；压电式传感器对较轻的物品产生电响应太微弱，防盗效果不好。另外，以上传统的文物防盗系统部署起来成本高，运行时耗电大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种防盗装置，以解决的既有防盗系统隐蔽性、电响应灵敏性和高成本的问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种防盗装置包括：摩擦电传感器，用于承载防盗物品和生成所述防盗物品与所述摩擦电传感器之间的摩擦电信号；数据采集模块，用于采集所述摩擦电传感器生成的摩擦电信号并输出；处理器，用于接收和处理所述数据采集模块输出的摩擦电信号，当摩擦电信号幅值变化超出预设阈值时，判断所述防盗物品被盗并发出报警信号。

4、进一步的，由多个所述摩擦电传感器组成摩擦电传感器阵列，用于承载一组所述防盗物品并生成所述摩擦电传感器阵列与所述防盗物品之间的一组摩擦电信号；所述数据采集模块采集所述一组摩擦电信号并传输至所述处理器；所述处理器还用于生成定位信号，所述定位信号包含于所述报警信号用于指示被盗防盗物品的位置。

5、优选的，所述摩擦电传感器总体厚度为0.09mm至2cm，总体对可见光的透光率为70％-98％。

6、可选的，所述摩擦电传感器为单电极结构摩擦电传感器，所述单电极结构摩擦电传感器为三层结构，表层为摩擦层，中间层为电极层，底层为基底层。

7、进一步的，单电极结构摩擦电传感器的所述摩擦层为高聚物薄膜，所述摩擦层的材质包括聚二甲基硅氧烷、乙基纤维素、聚偏氟乙烯中的一者或多者；所述电极层为导电材料，所述电极层的材质包括银纳米线、氧化铟锡、铜纳米线，聚苯胺中的一者或多者；所述基底层为高聚物薄膜，所述基底层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一者或多者。

8、可选的，所述摩擦电传感器为双电极结构摩擦电传感器；所述双电极结构摩擦电传感器为多层结构，从表层到底层依次为：第一基底层、第一电极层、第一摩擦层、间隔层、第二摩擦层、第二电极层和第二基底层；其中，所述间隔层用于使得第一摩擦层和第二摩擦间有一定物理间隔。

9、进一步的，双电极结构摩擦电传感器的所述第一摩擦层和所述第二摩擦层为聚二甲基硅氧烷、乙基纤维素、聚偏氟乙烯中的一者或多者为材质制作的高聚物薄膜，且所述第一摩擦层和所述第二摩擦层的材质不相同；所述第一电极层和所述第二电极层为银纳米线、氧化铟锡、铜纳米线，聚苯胺中的一者或多者为材质制作的导电膜；所述第一基底层和所述第二基底层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一者或多者为材质制作的高聚物薄膜。

10、可选的，所述双电极结构摩擦电传感器的所述多层结构从表层到底层还可以是：第一基底层、第一电极层、第二摩擦层、第二电极层和第二基底层；其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于传输电子；所述第一电极层还用于与第二摩擦层摩擦起电。

11、可选的，所述双电极结构摩擦电传感器的所述多层结构从表层到底层还可以是：第一基底层、第一电极层、第一摩擦层、第二电极层和第二基底层；其中，所述第一电极层和所述第二电极层用于传输电子；所述第二电极层还用于与第一摩擦层摩擦起电。

12、进一步的，上文所述多层结构的双电极结构摩擦电传感器其各层的材质为：所述第一基底层和所述第二基底层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一者或多者为材质制作的高聚物薄膜；所述第一电极层和所述第二电极层为银纳米线、氧化铟锡、铜纳米线，聚苯胺中的一者或多者为材质制作的导电膜，优选氧化铟锡；所述第一摩擦层和所述第二摩擦层为聚二甲基硅氧烷、乙基纤维素、聚偏氟乙烯中的一者或多者为材质制作的高聚物薄膜，优选聚二甲基硅氧烷。

13、相对于现有技术，本发明所述的防盗装置具有以下优势：

14、(1)本发明所述的防盗装置基于摩擦电传感器，传感器尺寸小，重量轻，透光率高，所以具有很好的隐蔽性，犯罪分子难以发现和破解该防盗系统；

15、(2)本发明所述防盗系统可以实现防盗物品的实时报警和定位，可以作为防盗系统最后一道防线，结合现有的防盗装置可以显著提高防盗能力；

16、(3)本发明所述防盗系统安装方便，并且成本和耗电量低。

17、本申请实施例提供了一种基于摩擦电传感器的文物防盗系统，因传感器尺寸小，重量轻，透光率高，所以该系统具有很好的隐蔽性，犯罪分子难以发现和破解该文物防盗系统，另外，得益于摩擦电纳米发电机的特性，该摩擦电传感器能有效响应常见的文物材料。此外，即使对于非常小的重量和面积，该摩擦电传感器也可以获得显著的电响应，证明了该摩擦电传感器可应用于不同尺寸和重量的文物防盗，该文物防盗系统，可以实现文物的实时报警和定位，若结合现有的文物防盗系统，可以作为文物防盗的最后一道防线，显著提高文物防盗的能力，此外，该文物防盗系统的安装方便，并且成本和耗电量低。

18、本发明的另一目的在于提出一种文物防盗装置，以解决既有文物防盗系统隐蔽性、电响应灵敏性等问题。

19、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

20、一种文物防盗装置，包括根据以上任一项所述的防盗装置。

21、相对于现有技术，本发明所述的文物防盗装置除了前述的防盗系统具有的技术优势，还有具有以下优势：得益于摩擦电传感器的特性，本发明所述的防盗装置能有效响应常见的物品，即使对于非常小的重量和面积，摩擦电传感器也可以获得显著的电响应，可应用于不同材质、尺寸和重量的文物防盗。

22、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种防盗装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，所述摩擦电传感器为单电极结构摩擦电传感器，所述单电极结构摩擦电传感器为三层结构，表层为摩擦层，中间层为电极层，底层为基底层。

5.根据权利要求4所述的防盗装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的防盗装置，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的防盗装置，其特征在于，

10.一种文物防盗装置，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的防盗装置。

技术总结
本发明实施例提供一种防盗装置，属于智能防盗技术领域。所述防盗装置包括：摩擦电传感器，用于承载防盗物品和生成所述防盗物品与所述摩擦电传感器之间的摩擦电信号；数据采集模块，用于采集所述摩擦电传感器生成的摩擦电信号并输出；处理器，用于接收和处理所述数据采集模块输出的摩擦电信号，当摩擦电信号幅值变化超出预设阈值时，判断所述防盗物品被盗并发出报警信号。当所述防盗装置与所述防盗装置发生位移时能产生明显电信号，可用于各种不同材质的物品防盗。采用一组摩擦电传感器组成摩擦电传感器阵列可以用于文物、陈设、展览场景防盗。

技术研发人员：吴治峄,王宝成,王中林
受保护的技术使用者：北京纳米能源与系统研究所
技术研发日：20220331
技术公布日：2024/1/13