【技术实现步骤摘要】
本技术涉及传感器，具体为一种柔性压力传感器及压力感知系统。
技术介绍
1、在传统的传感器技术中，压力传感器往往采用硬质材料作为基底，这限制了它们的应用范围，特别是在需要柔性和可穿戴设备时，这些硬质传感器不适合贴合人体曲线或软性界面，同时也不能很好地承受弯曲或拉伸，因此，随着柔性电子技术的发展，对于能够与皮肤贴合并检测到微小压力变化的高灵敏度、高柔性的传感器需求日益增长，这是由于它们在医疗健康监测、智能穿戴设备和人机交互等领域具有广泛的应用前景。
2、现有技术中的压力感测材料通常由导电聚合物、纳米颗粒、碳基材料制成，这些材料能够在施加压力时改变其电阻值，从而检测压力变化，尽管导电聚合物、纳米颗粒和碳基材料等具有一定的导电性和灵敏度，但它们的电气性能可能会因为环境因素(如温度、湿度)而发生变化，从而影响传感器的准确性和重复性，因此现有技术中的柔性压力传感器的灵敏度、导电性和耐久性仍旧存在一定的不足，难以满足一些恶劣使用场景的需求。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种柔性压力传感器及压力感知系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
3、一种柔性压力传感器，所述柔性压力传感器包括第一封装层，其中：
4、所述第一封装层上设置有电极导电层，所述电极导电层包括固定在第一封装层上端的薄膜层，所述薄膜层上设置有金属层；
5、所述薄膜层上固定有柔性压力薄膜，所述柔性压力薄膜在受到外部压力后，
6、所述柔性压力薄膜和金属层电性连接，所述金属层沿着薄膜层分布，将柔性压力薄膜的电阻测量端延伸至薄膜层外部；
7、所述电极导电层上覆盖有柔性基层，所述柔性基层上覆盖有第二封装层；
8、所述柔性压力薄膜采用mxene材料和柔性聚合物基体结合形成的柔性mxene复合导电薄膜，所述柔性聚合物基体采用海藻酸钠、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸中的一种；
9、所述柔性基层靠近柔性压力薄膜的侧面上设置有凸起的微压结构。
10、进一步地，所述第一封装层和第二封装层均采用厚度为0.01mm的柔性pet材质薄膜。
11、进一步地，所述薄膜层采用0.05mm厚度的聚酰亚胺薄膜，所述金属层采用磁控溅射工艺构成，且金属层依次采用钛、铜、金三层金属膜依次堆叠构成，所述柔性压力传感器还包括连接端子，所述连接端子和金属层电性连接。
12、进一步地，所述柔性基层和微压结构为一体式结构，且均采用聚二甲基硅氧烷构成，柔性基层的厚度为0.1mm—0.2mm，微压结构的形状采用锥形、圆柱形、方形或半圆形中的一种。
13、进一步地，所述薄膜层上固定有多个柔性压力薄膜，每个柔性压力薄膜的尺寸均为长6mm，宽6mm的矩形。
14、本技术另外还提供一种压力感知系统，所述压力感知系统包括上述的柔性压力传感器，还包括有：
15、数据采集模块，所述数据采集模块和柔性压力传感器的金属层电性连接，用于将柔性压力薄膜的电阻数据转换为模拟量的电压数据；
16、数据处理模块，所述数据处理模块和数据采集模块电性连接，用于读取数据采集模块转换的电压数据，将电压数据转化为数字量，并分析柔性压力薄膜所承受的压力数据；
17、无线通讯模块，所述无线通讯模块和数据处理模块电性连接，用于将数据处理模块处理后的柔性压力薄膜所承受的压力数据发送至移动终端。
18、进一步地，所述数据采集模块包括上拉电阻，柔性压力薄膜的一个电阻测量端点连接到地，另一个电阻测量端点连接到上拉电阻，上拉电阻的另一端接到电源电压。
19、进一步地，所述数据处理模块基于stm32f103rct6微控制器构成，所述无线通讯模块采用蓝牙通讯模块。
20、进一步地，所述压力感知系统还包括有存储模块，所述存储模块和数据处理模块电性连接，用于存储数据处理模块生成的柔性压力薄膜所承受的压力数据。
21、进一步地，所述无线通信模块通过无线网络与移动终端无线通信，所述移动终端为手机、笔记本或平板电脑。
22、与现有技术相比，本技术的有益效果是：
23、本技术通过使用mxene材料结合柔性聚合物基体，创造了一种具有高度柔性和灵敏度的压力传感器，mxene材料的导电性能与柔性聚合物基体的结合，赋予了传感器出色的电学特性和机械柔韧性，这种复合导电薄膜的使用，不仅能够在受到外部压力时显示出明显的电阻变化，而且其柔性结构也确保了传感器可以贴合不规则的表面，包括人体皮肤。因此，本技术的设计有助于在保持高度灵敏度的同时提供良好的适配性和耐用性，非常适合用于需要柔性和高灵敏度的应用场景。此外，传感器的结构中还采用了具有优化导电性能的金属层，以及适度厚度的柔性基层，这些结合使得传感器能够更加精准地检测压力变化，同时保持良好的耐久性和稳定性。
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1.一种柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括第一封装层(10)，其中：
2.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述第一封装层(10)和第二封装层(50)均采用厚度为0.01mm的柔性PET材质薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述薄膜层(21)采用0.05mm厚度的聚酰亚胺薄膜，所述金属层(22)采用磁控溅射工艺构成，且金属层(22)依次采用钛、铜、金三层金属膜依次堆叠构成，所述柔性压力传感器还包括连接端子，所述连接端子和金属层(22)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述柔性基层(40)和微压结构(41)为一体式结构，且均采用聚二甲基硅氧烷构成，柔性基层(40)的厚度为0.1mm—0.2mm，微压结构(41)的形状采用锥形、圆柱形、方形或半圆形中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述薄膜层(21)上固定有多个柔性压力薄膜(30)，每个柔性压力薄膜(30)的尺寸均为长6mm，宽6mm的矩形。
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7.根据权利要求6所述的一种压力感知系统，其特征在于：所述数据采集模块包括上拉电阻，柔性压力薄膜(30)的一个电阻测量端点连接到地，另一个电阻测量端点连接到上拉电阻，上拉电阻的另一端接到电源电压。
8.根据权利要求6所述的一种压力感知系统，其特征在于：所述数据处理模块基于STM32f103rct6微控制器构成，所述无线通讯模块采用蓝牙通讯模块。
9.根据权利要求6所述的一种压力感知系统，其特征在于：所述压力感知系统还包括有存储模块，所述存储模块和数据处理模块电性连接，用于存储数据处理模块生成的柔性压力薄膜(30)所承受的压力数据。
10.根据权利要求6所述的一种压力感知系统，其特征在于：所述无线通讯模块通过无线网络与移动终端无线通信，所述移动终端为手机、笔记本或平板电脑。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括第一封装层(10)，其中：
2.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述第一封装层(10)和第二封装层(50)均采用厚度为0.01mm的柔性pet材质薄膜。
3.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述薄膜层(21)采用0.05mm厚度的聚酰亚胺薄膜，所述金属层(22)采用磁控溅射工艺构成，且金属层(22)依次采用钛、铜、金三层金属膜依次堆叠构成，所述柔性压力传感器还包括连接端子，所述连接端子和金属层(22)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述柔性基层(40)和微压结构(41)为一体式结构，且均采用聚二甲基硅氧烷构成，柔性基层(40)的厚度为0.1mm—0.2mm，微压结构(41)的形状采用锥形、圆柱形、方形或半圆形中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种柔性压力传感器，其特征在于：所述薄膜层(21)上固定有多个柔性压力薄膜(30)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国琳，黄兆岭，戈铖琪，张应红，韦家宇，杨旋，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：
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