一种基于织物的电容式传感器及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110160562A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910470971.5(22)申请日2019.05.31(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人肖渊张威李红英(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人韩玙(51)Int.Cl.G01D5/241(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于织物的电容式传感器及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种基于织物的电容式传感器，一种基于织物的电容式传感器，包括电极层a和电极层b，电极层a与电极层b之间设置有织物介电层，电极层a、电极层b及织物介电层均通过封装材料固化封装，电极层a和电极层b均连接有导线。本发明还公开了上述基于织物的电容式传感器的制造方法，先对织物介电层进行前处理，再将织物介电层浸渍在分散液中超声后取出；通过3D打印机打印模具，并将导电铜箔粘贴在织物介电层的表面，再放置到模具内，并将模具夹紧；制备封装材料后浇注到模具内，静置后，将上述模具放置到固化炉内进行固化处理，最终制得基于织物的电容式传感器。本发明解决了现有的电容式传感器柔性差、造价成本高的问题。CN110160562ACN110160562A权利要求书1/2页1.一种基于织物的电容式传感器，其特征在于，包括电极层a(1)和电极层b(4)，所述电极层a(1)与电极层b(4)之间设置有织物介电层(2)，所述电极层a(1)、电极层b(4)及织物介电层(2)均通过封装材料(3)固化封装，所述电极层a(1)和电极层b(4)均连接有导线。2.如权利要求1所述的一种基于织物的电容式传感器，其特征在于，所述织物介电层(2)为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物中的任意一种。3.如权利要求1所述的一种基于织物的电容式传感器，其特征在于，所述电极层a(1)和电极层b(4)均包括至少两个导电铜箔，所述导电铜箔呈线性阵列设置，所述电极层a(1)的导电铜箔和电极层b(4)的导电铜箔相互垂直，每个所述电极层a(1)的导电铜箔间距为3～5mm，每个所述电极层b(4)的导电铜箔间距为3～5mm。4.如权利要求3所述的一种基于织物的电容式传感器，其特征在于，所述导电铜箔的长度为40～60mm、宽度为3～7mm、厚度为30～40μm。5.如权利要求1所述的一种基于织物的电容式传感器，其特征在于，所述封装材料(3)由聚合物和固化剂以质量比为5～15:1组成，所述聚合物包括聚二甲基硅氧烷；所述固化剂包括道康宁184硅橡胶固化剂。6.如权利要求1～5任意一项所述的一种基于织物的电容式传感器的制造方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将所述织物介电层(2)浸渍在体积分数为75％的酒精中进行超声处理，采用去离子水对超声后的织物介电层(2)进行清洗后静置风干；步骤2、将干燥后的所述织物介电层(2)浸渍在分散液中，再依次进行超声处理、静置风干，采用熨斗将干燥后的织物介电层(2)熨平；步骤3、在熨平后的所述织物介电层(2)的上表面和下表面均粘贴导电铜箔，并将上表面的所述导电铜箔和下表面的所述导电铜箔均通过导线引出；步骤4、通过3D打印机对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物进行打印处理，得到模具(5)，所述模具(5)与织物介电层(2)相匹配，将粘贴导电铜箔的所述织物介电层(2)放置到模具(5)内，通过木工夹将所述模具(5)夹紧；步骤5、制备封装材料(3)，通过真空抽滤机将封装材料(3)内的气泡除去，再浇注至所述模具(5)内，室温下静置1h；步骤6、将静置后的所述模具(5)放置到固化炉内进行固化处理，室温冷却后取下木工夹和模具(5)，得到基于织物的电容式传感器。7.如权利要求6所述的基于织物的电容式传感器的制造方法，其特征在于，步骤1中，所述超声处理的功率为50～80W、时间为10～30min；步骤2中，所述超声处理的功率为40～70W、时间为20～40min。8.如权利要求6所述的基于织物的电容式传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤2中的分散液由导电材料、分散剂及溶剂以质量比为0.01～0.1:0.2～3:100组成，所述导电材料在分散液中的固含量为0.01-0.1wt％；所述导电材料为炭黑、石墨烯、碳纳米管、纳米银、纳米铜、纳米金、纳米镍、导电聚合物中的任意一种；所述溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇中的任意一种；所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。9.如权利要求6所述的基于织物的电容式传感器的制造方法，其特征在于，所述模具(5)包括相匹配的第一压板和第二压板，所述第一压板的长度和宽度均不小于70mm，所述第2CN110160562A权利要求书2/2页一压板的本体设置有矩形通孔，所述第二压