一种基于复合导电织物的压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复合导电织物的压力传感器及其制备方法，压力传感器包括两根电极、复合导电织物，所述电极为铜片、铜箔胶带中的一种，两根电极分别通过银浆粘接在所述复合导电织物的顶部和底部。制备方法包括：将多孔结构的聚酯纤维材质的织物用酒精浸泡5

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合导电织物的压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种基于复合导电织物的压力传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子信息技术、材料技术的不断发展，智能可穿戴设备迅速兴起并得到了极大的提高，在极大方便人们生活的同时，也为信息技术的发展开辟了新的领域。可穿戴设备的迅速发展对新型柔性传感器特别是柔性压力传感器产生了巨大的需求。但是，目前存在的压力传感器很多以硅为衬底，基于传统微电子工艺制作，不能应用于可穿戴设备。而基于纳米新材料技术的柔性压力传感器普遍存在灵敏度低、可测量范围小等问题，在应用上也受到了一定的限制。基于新材料的压力传感器还存在材料造价昂贵、工艺复杂等问题，在市场上推广上遭遇诸多瓶颈。

技术实现思路

[0003]针对上述已有技术存在的不足，本专利技术提供一种成本低、无毒无污染、工艺简单、适合批量生产的基于复合导电织物的压力传感器及其制备方法。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种基于复合导电织物的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括两根电极、复合导电织物，所述电极为铜片、铜箔胶带中的一种，所述两根电极分别通过银浆粘接在所述复合导电织物的顶部和底部。
[0006]进一步地，所述复合导电织物为经过石墨烯墨水浸泡过的聚酯纤维材质的多孔结构。
[0007]一种基于上述传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
[0008](1)将多孔结构的聚酯纤维材质的织物用酒精浸泡5-10分钟进行清洗；
[0009](2)将清洗后的织物裁剪成所需尺寸；
[0010](3)将经步骤(2)得到的织物置于石墨烯墨水中进行浸泡挤压，得到复合导电织物；
[0011](4)将复合导电织物放在通风橱中晾干；
[0012](5)将晾干后的复合导电织物的顶部和底部分别涂布银浆并粘接一根电极。
[0013]进一步地，所述步骤(2)中织物的形状为长方体。
[0014]进一步地，所述步骤(3)中石墨烯墨水是由石墨烯微米片和去离子水组成，所述石墨烯微米片的片径大小为2μm-5μm，所述石墨烯墨水浓度为5mg/mL-10mg/mL。
[0015]进一步地，所述步骤(5)中复合导电织物为一层或者多层。
[0016]本专利技术的有益技术效果，与现有技术相比，本专利技术方法制备的复合导电织物具有规律的多孔结构，同时具有一定的导电性，当有压力作用于该压力传感器时，复合导电织物的多孔结构会被压紧，石墨烯片层的连接状况会发生改变，同时其电阻将发生变化，于是便
可以将压力信号转换为电信号。本专利技术方法制备传感器的原料价格低廉，且具有无毒无污染等特性。本专利技术方法制备工艺简单，适合批量生产，易于产业化，具有极高的市场价值和产业化潜力。本专利技术方法制备的压力传感器具有成本低、灵敏度高、测量范围大等特点，同时采用柔性材料制备，可以用于新型可穿戴设备。
附图说明
[0017]图1为本专利技术方法制备的传感器的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术的制备流程示意图；
[0019]图3为本专利技术方法制备的传感器的压力特性曲线；
[0020]图4为本专利技术方法制备的传感器用于步态识别时，走路、跑步、下落以及跳跃过程中相对电阻变化曲线图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0022]参见图1-2，本专利技术的一种基于复合导电织物的压力传感器，包括两根电极、复合导电织物，电极为铜片、铜箔胶带中的一种，两根电极分别通过银浆粘接在复合导电织物的顶部和底部。复合导电织物为经过石墨烯墨水浸泡过的聚酯纤维材质的多孔结构。用银浆连接多孔结构的复合导电织物和电极以增加导电性。
[0023]制备方法包括以下步骤：
[0024](1)将多孔结构的聚酯纤维材质的织物用酒精浸泡5-10分钟进行清洗；
[0025](2)将清洗后的聚酯纤维材质的织物置于石墨烯墨水中进行反复多次浸泡挤压，得到复合导电织物；石墨烯墨水中石墨烯微米片的片径大小为2-5μm，石墨烯墨水浓度为5mg/mL-10mg/mL。
[0026]石墨烯墨水由石墨烯微米片组成，是一种二维层状结构材料，具有轻、薄、强度大、柔韧性好等特点，不容易破损，其在压力传感器领域的应用也受到了热切期待。由于复合导电织物具有较多的规律的孔状结构，当有压力作用于压力传感器时，该结构将被挤压，其中石墨烯微米片之间的连接状态将发生改变，其电阻也发生改变，从而使压力信号转换为电信号。
[0027](3)将复合导电织物放在通风橱中晾干；复合导电织物的尺寸及形状不受限制，可以按照实际情况进行选择，优选的，复合导电织物的形状为长方体；复合导电织物的结构为多孔结构。
[0028](4)将晾干后的复合海绵的顶部和底部涂布银浆并粘接一根电极；复合导电织物的厚度不受限制，可以按照实际情况进行选择，优选的，复合导电织物的厚度为3层织物叠加而成。
[0029]实施例1
[0030]将聚酯纤维材质的海绵剪切成2cm
×
2cm，放在培养皿中，用酒精浸泡5分钟进行清洗；
[0031]将清洗后的聚酯纤维材质的海绵置于石墨烯墨水中进行反复多次浸泡挤压，得到复合导电织物。其中，石墨烯墨水中石墨烯微米片的片径大小为2μm，石墨烯墨水浓度为
5mg/mL。
[0032]将复合导电织物放在通风橱中晾干。
[0033]将晾干后的复合导电织物的顶部和底部涂布银浆并粘接铜箔胶带电极，得到基于复合导电织物的压力传感器，基于复合导电织物的压力传感器为3层织物叠加而成，厚度约为3mm，面积约为4cm2。
[0034]将基于复合导电织物的压力传感器连接于测试电路，用拉压力测试仪施加压力，用数字万用表记录电阻值。
[0035]实施例2
[0036]将聚酯纤维材质的海绵剪切成2cm
×
2cm，放在培养皿中，用酒精浸泡10分钟进行清洗；
[0037]将清洗后的聚酯纤维材质的海绵置于石墨烯墨水中进行反复多次浸泡挤压，得到复合导电织物。其中，石墨烯墨水中石墨烯微米片的片径大小为5μm。石墨烯墨水浓度为10mg/mL。
[0038]将复合导电织物放在通风橱中晾干。
[0039]将晾干后的复合导电织物的顶部和底部涂布银浆并粘接铜箔胶带电极，得到基于复合导电织物的压力传感器，基于复合导电织物的压力传感器为3层织物叠加而成，厚度约为3mm，面积约为4cm2。
[0040]将基于复合导电织物的压力传感器连接于测试电路，用拉压力测试仪施加压力，用数字万用表记录电阻值。
[0041]实施例3
[0042]将聚酯纤维材质的海绵剪切成2cm
×
2cm，放在培养皿中，用酒精浸泡7分钟进行清洗；
[0043]将清洗后的聚酯纤维材质的海绵置于石墨烯墨水中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合导电织物的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括两根电极、复合导电织物，所述电极为铜片、铜箔胶带中的一种，所述两根电极分别通过银浆粘接在所述复合导电织物的顶部和底部。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述复合导电织物为经过石墨烯墨水浸泡过的聚酯纤维材质的多孔结构。3.一种根据权利要求1-2任一所述传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将多孔结构的聚酯纤维材质的织物用酒精浸泡5-10分钟进行清洗；(2)将清洗后的织物裁剪成所需尺寸；(3)将经步骤(2)得到的织物置于石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊彦艳，屠海令，赵鸿斌，魏峰，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：