对称LC传感器及其制备方法、无线无源柔性应变传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115839785A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211329767.X(22)申请日2022.10.27(71)申请人中国电子科技集团公司第四十八研究所地址410111湖南省长沙市天心区新开铺路1025号(72)发明人宋轶佶车颜贤李翔曾庆平何峰(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008专利代理师何文红(51)Int.Cl.G01L1/14(2006.01)G01L9/00(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称对称LC传感器及其制备方法、无线无源柔性应变传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种对称LC传感器、无线无源应变传感器及它们的制备方法，该无线无源应变传感器，包括两个相同的对称LC传感器，分别位于测量区域和非测量区域，其中对称LC传感器包括上下对齐设置的第一电感结构和第二电感结构。它们的制备方法包括依次在衬底上制备第一电感结构和第二电感结构，得到对称LC传感器，将两个对称LC传感器组合成无线无源应变传感器。本发明对称LC传感器具有双电感模型，可以有效的增强传感器的灵敏度和分辨率，具有灵敏度高等优点，且由其构建的无线无源应变传感器还具有抗干扰能力强、易于安装等优点，是一种性能优异的新型柔性应变传感器，可广泛用于医疗检测、可穿戴设备等领域，使用价值高，应用前景好。CN115839785ACN115839785A权利要求书1/3页1.一种对称LC传感器，其特征在于，所述对称LC传感器包括上下对齐设置的第一电感结构和第二电感结构；所述第一电感结构包括第一电感线圈和第一电容极板，所述第一电感线圈的一端与第一电容极板电气连接；所述第二电感结构包括第二电感线圈和第二电容极板，所述第二电感线圈的一端和第二电容极板电气连接；所述第一电感线圈和第二电感线圈的另一端电气连接，形成双电感层；所述第一电容极板和第二电容极板之间形成电容；所述双电感层与电容形成一个立体式LC谐振回路。2.根据权利要求1所述的对称LC传感器，其特征在于，所述对称LC传感器还包括柔性基底，所述第一电感结构设置在柔性基底上；所述柔性基底的材料为聚二甲基硅氧烷或聚酰亚胺。3.根据权利要求1或2所述的对称LC传感器，其特征在于，所述第一电感线圈是由第一平面线圈通过螺旋方式构成；所述第一平面线圈的匝数为3圈～10圈；所述第一平面线圈的线宽为1mm～10mm；所述第一电容极板为多边形、圆形或椭圆形；所述第一电容极板为多边形时，边长为50mm～200mm；所述第二电感线圈是由第二平面线圈通过螺旋方式构成；所述第二平面线圈的匝数为3圈～10圈；所述第二平面线圈的线宽为1mm～10mm；所述第二电容极板为多边形、圆形或椭圆形；所述第二电容极板为多边形时，边长为50mm～200mm；所述第一电感结构由下而上包括第一粘附层和第一金属功能层；所述第一粘附层设于衬底上；所述第一粘附层为Cr膜、Ti膜或Ni膜；所述第一粘附层的厚度为10nm～100nm；所述第一金属功能层为Al薄膜；所述第一金属功能层的厚度为500nm～1000nm；所述第二电感结构由下而上包括第二粘附层和第二金属功能层；所述第二粘附层为Cr膜、Ti膜或Ni膜；所述第二粘附层的厚度为10nm～100nm；所述第二金属功能层为Al薄膜；所述第二金属功能层的厚度为500nm～1000nm；所述第一金属功能层和第二金属功能层的侧边通过丝印刷进行电气连接。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的对称LC传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供衬底；(2)在衬底上制备第一电感线圈图案和第一电容极板图案；(3)依次在衬底上沉积第一粘附层和第一金属功能层，形成第一电感结构；(4)按照(2)和(3)的操作，制备第二粘附层和第二金属功能层，形成第二电感结构；(5)对齐第一电感结构和第二电感结构，将第一金属功能层与第二金属功能层电气连接，完成对对称LC传感器的制备。5.根据权利要求4所述的对称LC传感器的制备方法，其特征在于，所述(2)中，采用高温胶带在衬底上制备第一电感线圈图案和第一电容极板图案；所述高温胶带的耐熔解温度在200℃以上；所述(3)中，采用磁控溅射工艺或离子束溅射工艺依次在衬底上沉积第一粘附层和第一金属功能层；所述(4)中，采用焊接的方式将第一金属功能层与第二金属功能层电气连接。6.一种无线无源柔性应变传感器，其特征在于，包括两个相同的对称LC传感器，在使用时，一个所述的对称LC传感设于测量区域，另一个所述的对称LC传感器设于非测量区域，所2CN115839785A权利要求书2/3页述两个相同的对称LC传感器之前的距离≥5cm；所述对称LC传感器包括上下对齐设置的第一电感结构和第