CN104142118A - 应变传感器 - Google Patents

应变传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN104142118A
CN104142118A CN201410192680.1A CN201410192680A CN104142118A CN 104142118 A CN104142118 A CN 104142118A CN 201410192680 A CN201410192680 A CN 201410192680A CN 104142118 A CN104142118 A CN 104142118A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cnt
strain transducer
film
resin bed
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410192680.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104142118B (zh
Inventor
铃木克典
榊原慎吾
谷高幸司
奥宫保郎
杉浦正浩
井上翼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shizuoka University NUC
Yamaha Corp
Original Assignee
Shizuoka University NUC
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shizuoka University NUC, Yamaha Corp filed Critical Shizuoka University NUC
Publication of CN104142118A publication Critical patent/CN104142118A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104142118B publication Critical patent/CN104142118B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1089—Methods of surface bonding and/or assembly therefor of discrete laminae to single face of additional lamina
    • Y10T156/1092—All laminae planar and face to face

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种应变传感器，其具备：基板，其具有柔软性；CNT膜，其设置于所述基板的表面，且具有沿一个方向取向的多条CNT纤维；一对电极，其设置于所述CNT膜的所述CNT纤维的取向方向的两端，所述CNT膜具有由多条所述CNT纤维构成的多个CNT纤维束、以及包覆所述多个CNT纤维束的周面且与所述基板的所述表面接合的树脂层。

Description

应变传感器
技术领域
本发明涉及应变传感器。
本申请基于2013年5月10日在日本提出申请的特愿2013－100751号及2014年1月8日在日本提出申请的特愿2014－2044号主张优先权，将其内容引用于此。
背景技术
检测应变的应变传感器以根据电阻体相对于应变(伸缩)的电阻变化来检测应变的方式构成。作为该电阻体，通常使用金属或半导体。但是，金属或半导体由于能够可逆伸缩的变形量小，因此在用于应变传感器的用途等上时受到限制。
因此，作为上述电阻体，提出了使用碳纳米管(CNT)的器件(参照特开2003－227808号公报)。该器件中，使用由沿规定方向取向的多个CNT构成的CNT膜等。
但是，上述现有器件中，由于设置CNT膜时其处于与外界气体相接触的状态，因此，在异物混入CNT膜、或者湿气或浮游气体等附着与CNT膜会导致电阻变化发生异常、CNT膜发生脱落等，这些在传感器功能的持续性(寿命)这一点上存在不合适之处。
另外，在上述现有器件的情况下，虽然可以提高电阻变化的线性，但是，除了上述异物混入CNT膜的技术问题以外，还可能因CNT沿着与伸缩方向垂直的方向发生偏离而导致CNT彼此接触，从而引起无法预期的电阻变化或响应的延迟。
发明内容
本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种应变传感器，其能够提高电阻变化的线性(linearity)及响应性，并且能够抑制发生异物混入CNT膜等，且能够提高传感器功能的持续性。
为解决上述技术问题，本发明的应变传感器具备：
基板，其具有柔软性；
CNT膜，其设置于所述基板的表面，且具有沿一个方向取向的多条CNT纤维；
一对电极，其设置于所述CNT膜的所述CNT纤维的取向方向的两端，
所述CNT膜具有由多条所述CNT纤维构成的多个CNT纤维束、以及包覆所述多个CNT纤维束的周面且与所述基板的所述表面接合的树脂层。
该应变传感器通过沿着使一对电极背离或接近的方向(电极设置方向)进行伸展或收缩，CNT膜的电阻发生变化，由此感知应变。在该应变传感器中，CNT膜所具有的CNT纤维束的取向方向和电极设置方向为大致同一方向，由多个该CNT纤维构成的CNT纤维束的周面由树脂层包覆，因此，CNT膜的电阻变化的线性高。
为了对CNT膜的电阻变化进行更具体说明，作为与本发明的应变传感器的比较，以将CNT纤维沿着与电极设置方向垂直的方向设置的应变传感器(以下有时称作“垂直设置应变传感器”)为例进行说明。该垂直设置应变传感器在沿着电极设置方向伸展时，伸展方向上CNT纤维间的距离急剧增大，同时会在应变传感器的厚度方向施加压缩而导致CNT纤维间的距离减小，因此，难以得到电阻变化的线性。
与之相对，就本发明的应变传感器而言，因应变传感器的伸展而使得CNT纤维束中的CNT纤维在随机部位被切断、分开等，由此产生电阻变化，且厚度方向的压缩也小，因此电阻变化的线性增高。另外，该应变传感器中，CNT纤维束的周围被树脂层包覆。而且，在CNT纤维的周围局部地含浸树脂层，从而形成含浸部。该树脂层以及含浸部起到导向作用，能够防止CNT纤维束中未含浸树脂层的非含浸部因向伸缩方向以外的方向的游动而与其它CNT纤维束相接触，因此，能够抑制无法预测的电阻变化，且能够进一步提高电阻变化的线性。
另外，如上所述，本发明的应变传感器由于CNT纤维束的周围被树脂层和含浸部包覆，因此在CNT纤维束内部CNT纤维被切断时，在该CNT纤维的切断端部之间形成与外部隔离的空间。认为该空间内的压力比大气压低(为负压)，在应变传感器收缩时(应变释放时)，因该空间的收缩力而促使该应变传感器的收缩。另外，在该空间内，由于CNT纤维之间或CNT纤维与周围的树脂之间的摩擦降低，因此不易因树脂的残留应力等限制CNT纤维的动作。其结果，在应变传感器收缩时，CNT纤维的切断端部间迅速地再接触，因此该应变传感器可以得到高的响应性。
另外，本发明的应变传感器中，CNT膜具有包覆所述CNT纤维束的周围的树脂层以及含浸部，由此，可以防止异物混入CNT膜，另外，通过含浸部将CNT纤维束与树脂层接合，可以防止CNT纤维发生脱落等，可以提高传感器功能的持续性。
如以上说明，根据本发明的应变传感器，能够提高电阻变化的线性及响应性，并且能够抑制发生异物混入CNT膜等，能够提高传感器功能的持续性。因此，本发明的应变传感器可以广泛地用于压力传感器、负载传感器、扭矩传感器、位置传感器等。
附图说明
图1中，图1(A)、1(B)及1(C)是本发明第一实施方式的应变传感器的剖面图、平面图、及图1A的B－B线的剖面图；
图2是表示图1的应变传感器的CNT膜的示意图；
图3是表示图1的应变传感器的应变量和电阻变化率的关系的图表；
图4中，图4(A)～图4(E)是表示图1的应变传感器的制造方法的剖面图；
图5是表示形成CNT纤维束的部位的SEM照片；
图6是表示形成CNT膜的部位的示意图；
图7是表示本发明第二实施方式的应变传感器的剖面图；
图8是表示本发明第三实施方式的应变传感器的剖面图；
图9是表示本发明第四实施方式的应变传感器的平面图；
图10中，图10(A)及10(B)是表示实施例1的应变传感器的应变量和电阻值的关系的图表；
图11中，图11(A)及11(B)是表示实施例2的应变传感器的应变量和电阻值的关系的图表。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的应变传感器的实施方式。
＜第一实施方式＞
参照图1(A)～1(C)，应变传感器1具备：基板2、设于该基板2的表面侧且具有沿一个方向取向的多条CNT纤维的CNT膜4、设置于该CNT膜4中上述CNT纤维的取向方向A的两端的一对电极3。
(基板)
基板2为具有柔软性的板状体。作为基板2的尺寸没有特别限定，例如可以将厚度设为10μm以上5mm以下、宽度设为1mm以上5cm以下、长度设为1cm以上20cm以下。
作为基板2的材质，具有柔软性即可，没有特别限定，例如可以举出：合成树脂、橡胶、无纺布、可变形的形状或材质的金属或金属化合物等。基板2只要为绝缘体或电阻值高的材质即可，但在使用金属等电阻值低的材料时，只要在其表面涂布绝缘层或电阻值高的材料即可。其中，优选合成树脂及橡胶，更优选橡胶。通过使用橡胶，可以进一步提高基板2的柔软性。
作为上述合成树脂，例如可以举出：酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、三聚氰胺树脂(MF)、尿素树脂(脲醛树脂、UF)、不饱和聚酯(UP)、醇酸树脂、聚氨酯(PUR)、热固性聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂(ABS)、丙烯腈苯乙烯树脂(AS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(m-PPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环状聚烯烃(COP)等。
作为上述橡胶，例如可以举出：天然橡胶(NR)、丁基橡胶(IIR)、异戊二烯橡胶(IR)、乙烯丙烯橡胶(EPDM)、丁二烯橡胶(BR)、聚氨酯橡胶(U)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、硅橡胶(Q)、氯丁二烯橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯化聚乙烯(CM)、丙烯酸橡胶(ACM)、表氯醇橡胶(CO、ECO)、氟橡胶(FKM)、PDMS等。这些橡胶中，从强度等观点出发，优选天然橡胶。
(电极及导电层)
一对电极3设置于基板2表面的长度方向A(CNT纤维的取向方向)的两端部分。具体而言，各电极3分别设置于一对导电层5的表面，所述一对导电层5分开设置于在基板2表面的长度方向A的两端部分。
各导电层5提高电极3和CNT膜4的电连接性。作为形成导电层5的材料，只要具有导电性即可，没有特别限定，例如可使用导电性橡胶类粘接剂等。通过这样使用粘接剂作为导电层5，可以提高基板2、电极3及CNT膜4的两端的固着性，可以提高应变传感器1的持续性。
电极3具有带状形状。一对电极3在基板2的宽度方向上彼此平行地设置。作为形成电极3的材料，例如可使用铜、银、铝等金属等。
作为电极3的形状，例如可采用膜状、板状、网眼状等，优选网眼状。通过这样使用网眼状的电极3，可以提高与导电层5的密合性及固着性。作为这种网眼状的电极3，可以使用金属网、或在无纺布上蒸镀或溅射金属而形成的材料。作为电极3，也可以通过涂布导电性粘接剂等而形成。
(CNT膜)
CNT膜4具有由沿一个方向取向的多条CNT纤维构成的多个CNT纤维束6、包覆该多个CNT纤维束6的周面的树脂层7以及含浸部。即，CNT纤维束6由多个CNT纤维构成，该CNT纤维束6的周围包覆树脂层7。另外，从周面对CNT纤维束6局部地含浸树脂层7，形成含浸部。并且，在CNT纤维束内具有环绕于该含浸部内侧且不含浸树脂层的非含浸部。另外，CNT膜4具有俯视为矩形的形状，CNT膜4的长度方向A的两端部分分别隔着导电层5与电极3连接。
CNT膜4具有沿个一方向(一对电极3的对向方向A)取向的多个CNT纤维束6。CNT纤维束6这样取向时，在沿着一对电极3相互远离的方向(上述方向A)施加应变的情况下，可通过构成CNT纤维束6的非含浸部的CNT纤维的切断及分开、以及CNT纤维束6的切断空间(间隙)的伸缩等得到应变传感器1的电阻变化。
更具体而言，CNT纤维束6采用由CNT纤维构成的捆束结构。在CNT纤维束6(CNT膜4)的非含浸部的任意横截面上，存在未切断的CNT纤维和CNT纤维切断、分开而形成的间隙这二者。另外，认为该间隙内的压力比大气压低(负压)，在应变传感器1收缩时(应变释放时)，通过该间隙的收缩力而促使应变传感器的收缩。进而，在该间隙内，CNT纤维之间或CNT纤维与周围树脂之间的摩擦降低，因此，不因因树脂的残留应力等而限制CNT纤维的动作。
各CNT纤维束6由多条CNT纤维构成。CNT纤维是指1条长条的CNT。另外，CNT纤维束6具有CNT纤维的端部彼此连结的连结部。CNT纤维彼此在这些CNT纤维的长度方向上连结。这样，在CNT膜4中，通过使用CNT纤维彼此在其长度方向上连结而成的CNT纤维束6，可以形成CNT纤维束6的取向方向长度大的CNT膜4，可以增大应变传感器1的长度方向长度，提高灵敏度。
另外，如图2所示，多个CNT纤维束6的非含浸部可以在长度方向A上具有切断部位P。该切断部位P例如可以在将CNT膜4叠层于基板2后使其沿长度方向A伸展而形成。该切断部位P优选形成于各CNT纤维束6的随机部位。通过随机形成切断部位P，防止切断部位P的长度(间隙)在多个相同的时机发生变化(伸缩)，因此，能够防止电阻变化的急激变动，提高线性。此外，优选在该切断部位P存在CNT纤维片段。另外，也可以在一个CNT纤维束6的非含浸部上形成多个切断部位P。
作为静置时上述切断部位P的长度下限，优选为5μm，更优选为10μm。在切断部位P的长度低于上述下限的情况下，可能不能充分得到CNT膜4伸缩时电阻变化的线性。另一方面，作为静置时上述切断部位P的长度上限，优选为50μm，更优选为40μm。在切断部位P的长度超过上述上限的情况下，可能应变传感器1的电阻高出必要以上。
多个CNT纤维束6可以通过上述连结部等网眼状地连结或接触。此时，在连结部，可以是三个以上的CNT纤维的端部相结合，也可以是两个CNT纤维的端部和其它CNT纤维的中间部结合。通过多个CNT纤维束6形成这样的网眼结构，CNT纤维束6彼此紧密连结，可以降低CNT膜4的电阻。另外，CNT纤维束6的连结部成为主要的基点，可以与多条不相邻的部位的CNT纤维束6连结或接触，而不限于相邻的CNT纤维束6间。这样，如果是由复杂的网眼状的CNT纤维束6构成的CNT膜4，则电阻值更低，可以制成在与CNT纤维束6垂直的方向上具有强的刚性的应变传感器。需要说明的是，CNT纤维束6彼此的连结是指上述连结部等和CNT纤维束6进行电连接，但CNT纤维束6连结部以外的部分之间进行电连接的情况也属于连结。CNT纤维束6彼此的接触是指上述连结部等与CNT纤维束6接触但未电连接，CNT纤维束6连结部以外的部分彼此接触但未电连接的情况也属于接触。
需要说明的是，CNT纤维束6是各CNT纤维实质上在CNT纤维束6的长度方向A取向且未进行捆扎的状态的纤维束。通过使用这种CNT纤维束6，可以提高CNT膜4的均匀性，可以提高作为应变传感器的线性。
在上述连结部，各CNT纤维彼此通过分子间力结合。因此，即使在多个CNT纤维束6通过连结部连结成网眼状的情况下，也能够抑制由于存在连结部而引起的电阻上升。
CNT膜4可以是将CNT纤维束6大致平行地配置成平面状而形成的单层结构，也可以为多层结构。但是，为了确保一定程度的导电性，优选为多层结构。
作为CNT纤维(CNT)可以使用单层的单壁碳纳米管(SWNT)或多层的多壁碳纳米管(MWNT)的任一种，但从导电性及热容量等这一点出发，优选MWNT，更优选直径为1.5nm以上100nm以下的MWNT。
上述CNT纤维(CNT)可以通过公知的方法制造，例如可以通过CVD法、电弧法、激光磨削法、DIPS法、CoMoCAT法等制造。其中，从能够高效地得到所希望的尺寸的CNT(MWNT)这一点出发，优选以铁为催化剂且通过使用乙烯气的CVD法制造。该情况下，在石英玻璃基板或带氧化膜的硅基板等基板上形成作为催化剂的铁或镍薄膜，由此可以得到垂直取向成长的理想长度的CNT结晶。
树脂层7为以树脂为主成分且包覆多个CNT纤维束6的周面的层。作为树脂层7的主成分，可以举出在基板2的材料中列举的合成树脂或橡胶等，其中优选橡胶。通过使用橡胶，对于大的应变也能够发挥CNT纤维的充分的保护功能。
树脂层7优选使用水性乳剂形成。水性乳剂是指分散媒的主成分为水的乳剂。CNT的疏水性高。因此，通过使用水性乳剂形成上述树脂层7，即通过例如涂布或浸渍以树脂为分散质的水性乳剂而形成树脂层7，树脂层7可以形成不完全浸渍至CNT纤维束6的内部而充填至CNT纤维束6的周围的状态。由此，能够抑制形成树脂层7的树脂完全浸入CNT纤维束6并对CNT膜4的电阻变化带来影响，从而抑制树脂层7引起的CNT膜4的应变灵敏度的降低。需要说明的是，水性乳剂由于经过干燥工序，因此能够形成更稳定的树脂层7。
另外，CNT纤维束6具有由多条CNT纤维构成的捆束结构。具体而言，在CNT纤维束6中彼此重叠多个CNT纤维，并形成长的CNT纤维束6。该情况下，通过多条CNT纤维连接，形成具备电流通路的长的CNT纤维束6。这也是即使CNT纤维在长度方向上被切断也不会损害电流通路的原因。
树脂层7只要不完全含浸至形成最低限捆束结构体的多条CNT纤维中即可，可以局部地含浸至CNT纤维束6中形成含浸部。构成CNT纤维束6且直径小的捆束结构体被认为是CNT纤维束6中直径小的束。相反，作为绝缘物的树脂层7含浸至CNT纤维束6内部的CNT纤维表面且树脂层7包覆CNT纤维表面时，由于施加应变而在长度上切断的多条CNT纤维无法与相邻的CNT纤维接触，损失导电通路，电阻急剧增大。其结果是CNT膜4的线性降低，因此不优选。
沿着一对电极3相互远离的方向(方向A)对构成CNT纤维束6的非含浸部的CNT纤维施加应变，从而进行切断、分离，形成间隙，但在其横截面，CNT纤维减少，从而变得容易在上述A方向上部分地进行伸缩。在该部分，上述树脂层7也容易产生伸缩，因此，CNT膜4可以边在上述A方向上产生刚性的变化边进行伸缩。通过使该刚性的变化程度更细微，可以进一步提高应变传感器1的线性。
上述水性乳剂的分散媒的主成分为水，但也可以含有其它例如乙醇等亲水性分散媒。作为上述乳剂的分散质，通常为树脂，优选上述的橡胶，特别优选天然橡胶。另外，作为分散质也可以使用聚氨脂。该优选的乳剂可举出以水为分散剂且以橡胶为分散质的所谓胶乳，优选天然橡胶胶乳。通过使用天然橡胶胶乳，能够形成薄且有强度的保护膜。
树脂层7可以含有偶联剂。树脂层7含有偶联剂时，可以使树脂层7和CNT纤维束6交联，提高树脂层7和CNT纤维束6的接合力。
作为上述偶联剂，例如可以使用：氨基硅烷偶联剂、氨基钛偶联剂、氨基铝偶联剂等的氨基偶联剂或硅烷偶联剂等。
相对于树脂层7的基质树脂100质量份，偶联剂的含量的下限优选0.1质量份，更优选0.5质量份。另一方面，相对于树脂层7的基质树脂100质量份，偶联剂的含量的上限优选10质量份，更优选5质量份。在偶联剂的含量低于上述下限的情况下，CNT纤维束6和树脂层7的交联结构的形成可能不充分。相反，在偶联剂的含量超过上述上限的情况下，有时不形成交联结构的残留胺等增加，应变传感器1的品质可能降低。
树脂层7优选含有对于CNT纤维束6具有吸附性的分散剂。作为这种具有吸附性的分散剂，可以使用吸附基部分为盐结构的分散剂(例如季铵盐等)、分子中具有能与CNT纤维束6的疏水性基团(例如烷基链或芳香族环等)相互作用的亲水性基团(例如聚醚等)的分散剂等。
相对于树脂层7的基质树脂100质量份，上述分散剂的含量的下限优选0.1质量份，更优选1质量份。另一方面，相对于树脂层7的基质树脂100质量份，分散剂的含量的上限优选5质量份，更优选3质量份。在分散剂的含量低于上述下限的情况下，CNT纤维束6和树脂层7的接合力可能不充分。相反，在分散剂的含量超过上述上限的情况下，无助于与CNT纤维束6的接合的分散剂增加，应变传感器1的品质可能降低。
作为CNT膜4的宽度的下限，优选为1mm，更优选为1cm。另一方面，作为CNT膜4的宽度的上限，优选为10cm，更优选为5cm。这样，通过使CNT膜4的宽度较大，如上述能够降低CNT膜4的电阻值，且该电阻值的偏差也可以降低。
CNT膜4的平均厚度优选0.1μm～50μm。即，作为平均厚度的下限，优选0.1μm，进一步优选1μm，更优选3μm。在CNT膜4的平均厚度小于0.1μm的情况下，CNT膜的电阻值过高，不能作为应变传感器使用。另外，在CNT膜4的平均厚度小于0.1μm的情况下，可能难以形成薄膜。
另一方面，CNT膜4的平均厚度的上限优选50μm。CNT膜4的平均厚度的上限更优选10μm，进一步优选5μm。树脂层7通过涂布或浸渍以树脂为分散质的水性乳剂而形成，因此，在CNT膜4的平均厚度超过50μm的情况下，可能树脂层7不能到达基板2的表面。当树脂层7未到达基板2的表面而不能与基板2的表面接合时，会导致CNT膜4与树脂层7一同被剥离。即，在CNT膜4为50μm以下的情况下，基板2的表面和树脂层7接合，因此，能够通过树脂层来防止CNT膜从基板剥离。进而，在CNT膜4的平均厚度超过50μm的情况下，对应变的灵敏度可能降低。
需要说明的是，要使CNT膜4的膜厚更厚时，可以预先通过涂布等在基板2的表面形成树脂层，在其上配置CNT膜4，然后进一步在其上通过涂布等形成树脂层。CNT膜4的膜厚很薄时，由于预先涂布而形成的树脂层，树脂含浸至CNT膜4的内部，因此，仅在基板2的表面形成树脂层。
CNT膜4中CNT纤维束6的密度的下限优选1.0g/cm3，更优选0.8g/cm3。另一方面，CNT膜4中CNT纤维束6的密度的上限优选1.8g/cm3，更优选1.5g/cm3。在CNT膜4中，CNT纤维束6的密度低于上述下限的情况下，CNT膜4的电阻值可能变高。相反，在CNT膜4中，CNT纤维束6的密度超过上述上限的情况下，可能不能得到充分的电阻变化。
应变传感器1中，通过将CNT膜4如上所述地设置，根据基板2的应变，CNT膜4中构成CNT纤维束6的CNT纤维发生切断、分开、切断部位P的应变(伸缩)等，由此导致CNT膜4的电阻发生变化，因此，可以作为电阻变化的线性很高的应变探测传感器使用。即，应变传感器1中，CNT纤维之间的连接状况或距离等变化是局部而阶段性地产生，因此如图3所示，CNT膜4的电阻发生线性变化。
此外，在CNT纤维束6内，在CNT纤维的切断端部间形成与外部隔离的空间，该空间具有收缩力，并且，CNT纤维在该空间内移动，由此，在应变传感器1收缩时，CNT纤维的切断端部间迅速地再接触，因此，应变传感器1能够得到高的响应性。
另外，应变传感器1可通过在长度方向A上取向的多个CNT纤维束6及包覆CNT纤维束的树脂层7来提高电阻变化的线性及响应性，并且能够抑制异物混入CNT膜4内等的发生，能够提高传感器功能的持续性。
需要说明的是，基板2的应变不仅包含长度方向A的伸缩，而且还包含基板2的法线方向的变形、以长度方向为轴的扭转等。根据应变传感器1，这种基板2的应变也能够进行探测。
(制造方法)
作为应变传感器1的制造方法，例如可以通过以下的制造工序来制造。
(1－1)如图4(A)所示，在载玻片等的脱模板上形成基板2。具体而言，将载玻片Ｘ浸渍于胶乳或树脂溶液中，然后使其干燥。由此，可以在载玻片Ｘ的表面形成树脂制成且俯视为矩形的基板2。需要说明的是，作为脱模板，也可以使用载玻片以外的其它板材。
(1－2)如图4(B)所示，在基板2的表面配置多个CNT纤维束6。具体而言，在基板2的表面配置由沿一个方向取向的多个CNT纤维束6构成的CNT片材(膜)。此时，调节CNT片材的方向，使得CNT纤维束6沿着后续工序中叠层的一对电极3的对置方向(长度方向)进行取向。
需要说明的是，上述CNT片材可以如下得到，即，在成长用基材上形成催化剂层，通过CVD法使沿着一定方向取向的多个CNT纤维生长，如图5所示不捆扎而直接抽出，卷绕于其它板材或筒材等之后，取出必要量的片状CNT纤维。这样得到的CNT纤维束6由多个CNT纤维构成，并且其结构为：具有该CNT纤维彼此在长度方向上连结而成的连结部。
(1－3)如图4所示，在多个CNT纤维束6的周面包覆树脂层7。具体而言，通过将包含载玻片Ｘ在内的整体浸渍于胶乳中、或在多个CNT纤维束6(CNT片材)的表面涂布胶乳形成树脂层7，完成CNT膜4。该胶乳如上述，使用具有亲水性的水性乳剂。此时，树脂层7局部地含浸于CNT纤维束6中。
(1－4)如图4(D)所示，在该基板2的长度方向两端部分涂布导电性橡胶类粘接剂，形成导电层5。这时，形成导电层5时，可以使导电层5包覆CNT膜4的一部分。
(1－5)如图4(E)所示，在各导电层5的表面叠层电极3。
(1－6)在叠层了电极3后，从载玻片的表面切出这些叠层体，由此可以得到至少1对应变传感器1。载玻片上的宽度方向两端部分可以切除。另外，也可以沿长度方向切断，从而由一个叠层体制造多个应变传感器1。需要说明的是，在从载玻片切出后，使应变传感器1沿电极3的对置方向伸展，从而可以在CNT纤维束6上形成切断部位P。
需要说明的是，作为CNT膜4的叠层顺序的上述(1－2)也可以采用以下这样的顺序。
(1－2’)如图6所示，将CNT纤维束6卷绕于载玻片(基板2)上。由此，能够得到在一个方向(一对电极3的对置方向)上取向的多个CNT纤维束6。此时，由一对支持件13夹持载玻片(基板2)的两端，以载玻片(基板2)的长度方向为轴进行旋转，由此可以卷绕CNT纤维束6。需要说明的是，也可以通过遮蔽纸带12等包住载玻片的幅方向两端部分。在将需要量的CNT纤维束6卷绕于载玻片(基板2)后，除去遮蔽纸带12，成为图4B所示的状态。
如上所述，上述树脂层7优选不含浸至上述CNT纤维束的内部。这样，通过不使包覆CNT纤维束的树脂层含浸至CNT纤维束的内部，能够保护CNT纤维束，并且防止树脂阻碍CNT纤维束在取向方向上的变形，因此，能够进一步提高应变传感器的灵敏度及电阻变化的线性。另外，由于上述CNT纤维束内容易形成空间，因此可以进一步提高响应性。
上述树脂层7优选使用水性乳剂形成。使用水性乳剂形成树脂层时，可以通过例如涂布或浸渍等容易且可靠地形成不含浸至CNT纤维束但包覆CNT纤维束的周围的树脂层。
CNT纤维束6可以具有CNT纤维彼此在长度方向上连结而成的连结部。这样，通过使用CNT纤维彼此在长度方向上连结而成的CNT纤维束，可以形成CNT纤维束的取向方向长度大的CNT膜，因此，可以将电阻变化的线性优异的应变传感器更好地适用于各种用途。
优选多个CNT纤维束6在长度方向上具有切断部位。这样，由于CNT纤维束在长度方向(取向方向)上具有切断部位，从而在应变传感器进行伸缩时主要通过该切断部位的间隔(间隙)的变化实现应变传感器的电阻变化，因此，可以进一步提高应变传感器的电阻变化的线性及响应性，并且电阻变化的再现性也提高。
CNT纤维束具有含浸部时，CNT膜与基板的结合性以及CNT膜的强度提高。另外，CNT纤维束同时还具有非含浸部时，可以防止树脂阻碍CNT纤维束在取向方向上的变形，能够进一步提高该应变传感器的灵敏度及电阻变化的线性。另外，由于上述CNT纤维束内容易形成空间，因此可以进一步提高响应性。此外，根据树脂层7对CNT纤维束6表层的含浸程度不同，可以引发CNT纤维束6的断裂，在这一点上也可以提高该应变传感器1的响应性。可以在显微镜下确认到由于这些作用产生的CNT纤维的分布(浓淡)。
＜第二实施方式＞
图7的应变传感器11主要具备基板2、一对电极3、CNT膜4及叠层于基板2背面的辅助层8。基板2、电极3及CNT膜4与图1(A)～1(C)所示的应变传感器1相同，因此标注同一符号并省略说明。
辅助层8是杨氏模量与基板2不同的部件。该辅助层8采用杨氏模量比基板2低的部件，由此可以提高将应变传感器11直接贴附于皮肤等时的随动性。另外，通过将辅助层8设为杨氏模量比基板2高的部件，可以控制应变传感器11的伸缩率，防止应变检测的延迟。
作为辅助层8的材质，可以按照杨氏模量的设计条件适宜选择，可以使用在上述基板2的材料中列举的合成树脂或橡胶等、以及纺布、无纺布、针织物等。特别是在辅助层8使用针织物的情况下，可以使基板2整体或部分含浸于针织物的纤维层中。由此，针织物和基板2的接合强度提高，进而针织物还起到抑制应变传感器11被拉断的作用。这样，通过将针织物配置在背面最外侧，可以得到适于贴合在衣服等上且检测灵敏度良好的应变传感器。
在辅助层8的杨氏模量比基板2低的情况下，辅助层8的杨氏模量与基板2的杨氏模量之比的上限优选0.9，更优选0.7。在上述杨氏模量的比超过上述上限的情况下，可能不能充分得到辅助层8带来的应变传感器贴附体对动作追随性提高效果。另一方面，辅助层8的杨氏模量与基板2的杨氏模量之比的下限优选0.4，更优选0.5。在上述杨氏模量的比低于上述下限的情况下，可能辅助层8和基板2容易因伸缩而剥离。
在辅助层8的杨氏模量比基板2高的情况下，辅助层8的杨氏模量与基板2的杨氏模量之比的上限优选2.5，更优选2.0。在上述杨氏模量的比超过上述上限的情况下，应变传感器11不易变形，传感器灵敏度可能降低。另一方面，辅助层8的杨氏模量与基板2的杨氏模量之比的下限优选1.1，更优选1.5。在上述杨氏模量的比低于上述下限的情况下，可能不能充分得到辅助层8带来的应变传感器的伸缩率调整效果。
作为辅助层8的平均厚度，没有特别限定，例如可以采用10μm以上1000μm以下。
应变传感器11与上述第一实施方式的应变传感器1相同，能够提高电阻变化的线性及响应性，并且能够抑制异物混入CNT膜4等的发生，且能够提高传感器功能的持续性。另外，通过辅助层8能够实现应变传感器贴合体对动作的追随性，并提高检测灵敏度。
＜第三实施方式＞
图8的应变传感器21主要具备基板2、一对电极3、CNT膜4及叠层于CNT膜4表面的辅助层9。基板2、电极3及CNT膜4与图1(A)～1(C)所示的应变传感器1相同，因此，标注同一符号并省略说明。另外，辅助层9可以采用与图7的应变传感器11相同的辅助层。需要说明的是，如图8所示，优选该辅助层9也包覆导电层5。
应变传感器21与上述第二实施方式的应变传感器21相同，通过叠层于CNT膜4表面的辅助层9能够实现应变传感器贴合体对动作的追随性并提高探测灵敏度。另外，能够更可靠地防止异物混入CNT膜4内。也可以在应变传感器的两面设置辅助层。
＜应变传感器的使用方法＞
该应变传感器通过佩戴于例如人体的胸部，可以检测佩戴者的呼吸。如上述，该应变传感器由于具有高的线性和响应性，因此即使佩戴者运动，也能够追随胸部的动作而高精度地检测呼吸。需要说明的是，在这样以检测呼吸为目的将该应变传感器佩戴于胸部的情况下，优选将应变传感器佩戴于心口窝附近，并使CNT纤维的取向方向与佩戴者的胸围方向(左右方向)相一致。
另外，该应变传感器可以通过安装于人体的手指上而检测手指的动作。例如通过将该应变传感器安装于指根部分，并使CNT纤维的取向方向与手指弯曲的方向垂直，可以感应手指的直径变化，可以检测手指的状态或用力程度等。
另外，应变传感器也可以在基板的背面及CNT膜的表面分别设置辅助层。通过这样在应变传感器的两面侧设置辅助层，可以更均衡地提高对测量对象物贴合性、检测灵敏度等。
此外，在该应变传感器中，CNT膜也可以在沿着与CNT纤维束取向方向垂直的方向上具有可开裂的部分。这样，通过在CNT膜上沿着与CNT纤维束取向方向垂直的方向形成可开裂的部分，电阻变化的瞬态响应性提高，对于更大的应变(伸缩)也能够发挥优异的传感器功能。该情况下，在该可开裂的部分容易形成CNT纤维束的切断部位。
＜第四实施方式＞
在图9所示的应变传感器31中，将两个CNT膜4沿长度方向(CNT纤维取向方向)平行并列设置，且用导电层5将这些CNT膜4的一端在与长度方向垂直的方向连接。该应变传感器31中，在该CNT膜4之间的连接侧不设置电极3，而在该连接侧的相反侧各设置一个与各CNT膜4连接的电极3。在该应变传感器31中，CNT纤维的取向方向在导电层5中变化180°，但在CNT纤维取向方向的两端设置有一对电极3。该应变传感器31可以在维持长度方向的长度的基础上，将CNT膜4所具有的CNT纤维的取向长度设为2倍。需要说明的是，也可以利用导电层5在与长度方向垂直的方向连接3个以上的CNT膜4。
进而，应变传感器的基板不限于由完全长方体构成的板状体，也可以变形使用。例如通过将基板设为筒状或波状，可以拓宽应变传感器的用途。作为CNT纤维束，也可以使用纺织CNT而得到的CNT纤维等。另外，在CNT膜中，还可以再设置在与一对电极的对置方向垂直的方向上对置的另一对电极。通过设置这样垂直的2对电极，可以将该应变传感器作为二维传感器使用。另外，通过由具有粘接性的树脂包覆应变传感器的表面或背面，也可以简易地贴附于人体、构造物等的想要检测应变的部位来使用。
实施例
下面，通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1)
对图1(A)～1(C)所示的应变传感器施加CNT纤维的取向方向A的拉伸力，以3Hz的周期使应变量(应变传感器在A方向长度的伸长)在25％～80％之间周期性变化，测量此时的应变传感器的电阻值的变化。图10(A)及10(B)表示其结果。图10(A)是表示描绘出1秒钟的应变量和电阻值的变化的响应反应性的图表，图10(B)是描绘出图10(A)中的应变量和电阻值的关系的图表。
(实施例2)
与上述实施例1相同，对图1(A)～1(C)所示的应变传感器施加CNT纤维的取向方向A的拉伸力，以3Hz的周期使应变量在40％～90％之间周期性变化，测量此时的应变传感器的电阻值变化。图11(A)及11(B)表示其结果。图11(A)是表示描绘出1秒钟的应变量和电阻值的变化的响应反应性的图表，图11(B)是描绘出图11(A)的应变量和电阻值的关系的图表。
如图10(A)及图11(A)所示，可知本发明的应变传感器相对于应变量的变化，电阻值的变化响应的延迟非常小，响应性优异。而且，如图10(B)及图11(B)所示，可知即使重复伸缩，应变量和电阻值的关系也能够维持大致线形，电阻变化的线性和持续性优异。另外，如上所述，本发明的应变传感器即使在使作为预应力的预先施加的应变量变化的情况下，也能够确认到电阻值线性变化，并且响应性优异。
如以上所说明，本发明的应变传感器可以提高电阻变化的线性及响应性，并且可以抑制异物混入CNT膜等的发生且能够提高传感器功能的持续性。因此，可以作为压力传感器、负载传感器、扭矩传感器、位置传感器等广泛利用。

Claims (12)

1.一种应变传感器，其具备：
基板，其具有柔软性；
CNT膜，其设置于所述基板的表面，且具有沿一个方向取向的多条CNT纤维；
一对电极，其设置于所述CNT膜的所述CNT纤维的取向方向的两端，
所述CNT膜具有由多条所述CNT纤维构成的多个CNT纤维束、以及包覆所述多个CNT纤维束的周面且与所述基板的所述表面接合的树脂层。
2.如权利要求1所述的应变传感器，其中，
所述CNT纤维束的内部未含浸所述树脂层。
3.如权利要求2所述的应变传感器，其中，
所述树脂层由水性乳胶形成。
4.如权利要求1～3中任一项所述的应变传感器，其中，
所述CNT纤维束具有将所述CNT纤维彼此在长度方向上连结的连结部。
5.如权利要求1～3中任一项所述的应变传感器，其中，
所述多个CNT纤维束在长度方向上具有切断部位。
6.如权利要求1～3中任一项所述的应变传感器，其中，
所述CNT膜的膜厚为0.1μm以上50μm以下。
7.如权利要求1所述的应变传感器，其中，
所述CNT纤维束具有：含浸有所述树脂层的含浸部、以及围绕所述含浸部但不含浸所述树脂层的非含浸部。
8.一种应变传感器的制造方法，其包括：
在具有柔软性的基板的表面设置碳纳米管(CNT)膜的工序，所述碳纳米管(CNT)膜具有由沿一个方向取向的多条CNT纤维构成的多个CNT纤维束；
在所述CNT膜的所述CNT纤维的取向方向的两端形成一对电极的工序；
在所述CNT膜上形成树脂层，并使之包覆多个所述CNT纤维束的周面且与所述基板的表面密合的工序。
9.如权利要求8所述的应变传感器的制造方法，其中，
在所述CNT膜上形成树脂层的工序包括将水性乳胶涂布于所述CNT膜的工序，所述水性乳胶以形成所述树脂层的树脂为分散质。
10.如权利要求9所述的应变传感器的制造方法，其中，
所述CNT膜的膜厚为1μm以上50μm以下。
11.如权利要求8所述的应变传感器的制造方法，其中，
在所述CNT膜上形成树脂层的工序包括在水性乳胶中浸渍设置于所述基板的表面的所述CNT膜的工序，所述水性乳胶以形成所述树脂层的树脂为分散质。
12.如权利要求8～11中任一项所述的应变传感器的制造方法，其中，
在所述基板的表面设置所述CNT膜的工序之后，使所述CNT膜沿所述CNT纤维的取向方向伸展，在所述CNT纤维束的随机部位形成切断部位。
CN201410192680.1A 2013-05-10 2014-05-08 应变传感器 Active CN104142118B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-100751 2013-05-10
JP2013100751 2013-05-10
JP2014002044 2014-01-08
JP2014-002044 2014-01-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104142118A true CN104142118A (zh) 2014-11-12
CN104142118B CN104142118B (zh) 2017-07-07

Family

ID=50678052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410192680.1A Active CN104142118B (zh) 2013-05-10 2014-05-08 应变传感器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9476782B2 (zh)
EP (1) EP2801549B1 (zh)
JP (1) JP6014906B2 (zh)
CN (1) CN104142118B (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106152930A (zh) * 2016-06-24 2016-11-23 北京科技大学 一种高灵敏柔性可穿戴应变传感器及其低成本制作方法
CN106643464A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 北京航空航天大学 一种基于碳纳米管膜的复合材料各向应变监测方法
CN107726971A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 清华大学 应变传感器
CN108106639A (zh) * 2017-12-08 2018-06-01 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种柔性传感器及其制备方法
CN108351233A (zh) * 2015-07-10 2018-07-31 南布列塔尼大学 用于物理特征、优选地包括多层结构的传感器
CN108431543A (zh) * 2016-01-06 2018-08-21 雅马哈株式会社 应变传感器元件
CN109520409A (zh) * 2018-10-28 2019-03-26 北京工业大学 一种基于cnt纤维力阻性能制作的柔性应变传感器及实验方法
CN109631742A (zh) * 2018-12-25 2019-04-16 东南大学 一种基于碳纳米管的柔性应变传感器及其制备方法
CN109916292A (zh) * 2019-02-25 2019-06-21 武汉工程大学 一种多层电容式柔性智能可穿戴传感器件的制备方法
CN111527245A (zh) * 2017-12-01 2020-08-11 华盛顿大学 具有断裂感应机电灵敏度的纤维基复合材料
CN112161738A (zh) * 2020-09-17 2021-01-01 五邑大学 气压传感器及制作方法
CN114087976A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 中国科学院长春应用化学研究所 一种柔性大应变传感器及其制备方法
CN110906858B (zh) * 2019-12-03 2022-04-19 观云(山东)智能科技有限公司 一种无纺复合材料、结构应变传感器、分布式监测系统及方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9618403B2 (en) * 2013-10-02 2017-04-11 Florida State University Research Foundation, Inc. Strain sensors and methods of manufacture and use
US9752918B2 (en) 2014-08-04 2017-09-05 Extron Company System for sensing flowable substrate levels in a storage unit
JP6470049B2 (ja) * 2015-01-19 2019-02-13 ヤマハ株式会社 糸状歪みセンサ素子及び布帛状歪みセンサ素子
KR102487673B1 (ko) * 2015-02-23 2023-01-11 린텍 오브 아메리카, 인크. 점착 시트
JP2016176874A (ja) * 2015-03-20 2016-10-06 ヤマハ株式会社 歪みセンサ素子
US10020439B2 (en) * 2015-05-28 2018-07-10 Honda Motor Co., Ltd. Electrostrictive element
US10020440B2 (en) * 2015-05-28 2018-07-10 Honda Motor Co., Ltd. Electrostrictive element and manufacturing method therefor
CN104880206B (zh) * 2015-06-09 2018-03-06 中国科学院深圳先进技术研究院 电阻应变片及电阻应变式传感器
JP6561636B2 (ja) * 2015-07-09 2019-08-21 ヤマハ株式会社 歪みセンサ素子
FR3039272B1 (fr) * 2015-07-22 2019-05-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Jauge de deformation et son procede de fabrication
US10571326B2 (en) 2015-08-07 2020-02-25 Extron Company System for sensing substance levels in a storage unit
JPWO2017038384A1 (ja) * 2015-08-28 2018-06-21 ヤマハ株式会社 歪みセンサ素子の製造方法及び歪みセンサ素子
JP6625877B2 (ja) * 2015-12-08 2019-12-25 ヤマハ株式会社 導電体、歪みセンサー、及び導電体の製造方法
JP6759689B2 (ja) * 2016-05-10 2020-09-23 ヤマハ株式会社 歪みセンサユニット
EP3542125A1 (en) 2016-11-17 2019-09-25 King Abdullah University Of Science And Technology Devices and methods relating to fragmented carbon nanotube sensors
KR20200011060A (ko) 2018-07-23 2020-02-03 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
RU2685570C1 (ru) * 2018-10-10 2019-04-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" Униполярный датчик деформации
KR102661468B1 (ko) 2019-02-15 2024-04-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함한 전자 장치
US10801827B1 (en) 2019-05-03 2020-10-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Sensor based on smart response of two-dimensional nanomaterial and associated method
KR20210059153A (ko) 2019-11-14 2021-05-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함한 장치
KR20210136224A (ko) 2020-05-06 2021-11-17 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 전자 장치
CN111586945B (zh) * 2020-05-29 2023-04-21 福建星宏新材料科技有限公司 单键触压调光开关
CN111829700A (zh) * 2020-07-21 2020-10-27 重庆交通大学 用于碳纳米纤维增强沥青电阻应力检测的半导体传感纤维、纤维界面传感装置及其检测方法
CN114739354B (zh) * 2022-03-25 2023-11-14 广东技术师范大学 一种应变传感器及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006292478A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Matsushita Electric Works Ltd 物理量センサ
US20060283262A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 U.S.A. As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon nanotube-based sensor and method for detection of crack growth in a structure
WO2008135606A1 (es) * 2007-05-04 2008-11-13 Antonio Miravete De Marco Sensor de nanocomposite para monitorización del daño en estructuras
WO2011024539A1 (ja) * 2009-08-25 2011-03-03 独立行政法人産業技術総合研究所 カーボンナノチューブを用いた伸縮装置とその製造方法
CN102095362A (zh) * 2010-11-20 2011-06-15 武汉理工大学 栅型碳纤维应变传感器
CN202329535U (zh) * 2011-11-22 2012-07-11 东南大学 一种分布式高精度长标距碳纤维应变测试装置

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200701A (ja) 1986-02-28 1987-09-04 旭化成株式会社 変形導電性編物
US6655218B1 (en) 1999-05-28 2003-12-02 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Composite material and method of controlling damage thereto and damage sensor
DE10144269A1 (de) 2001-09-08 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert Sensorelement zur Erfassung einer physikalischen Messgröße zwischen tribologisch hoch beanspruchten Körpern
DE10144271A1 (de) 2001-09-08 2003-03-27 Bosch Gmbh Robert Sensorelement zur Erfassung einer physikalischen Messgröße zwischen tribologisch hoch beanspruchten Körpern
JP3924472B2 (ja) 2002-02-05 2007-06-06 株式会社ジェイテクト カーボンナノチューブを用いたセンサ
US20080021339A1 (en) 2005-10-27 2008-01-24 Gabriel Jean-Christophe P Anesthesia monitor, capacitance nanosensors and dynamic sensor sampling method
CN100403572C (zh) 2002-04-19 2008-07-16 旭化成电子材料元件株式会社 磁电变换元件及其制造方法
JP4547852B2 (ja) * 2002-09-04 2010-09-22 富士ゼロックス株式会社 電気部品の製造方法
AU2003287681A1 (en) 2002-11-15 2004-06-15 Meguiar's, Inc. Protective coating compositions, systems, and methods
JP2006521212A (ja) 2003-01-23 2006-09-21 ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ スマート材料：ナノチューブ検知システム、ナノチューブ検知複合材料、およびナノチューブ検知デバイスによる歪みの検知と応力の測定
JP4192713B2 (ja) 2003-07-25 2008-12-10 富士ゼロックス株式会社 アリールアミン化合物、電荷輸送材料、電子写真感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US20050036905A1 (en) 2003-08-12 2005-02-17 Matsushita Electric Works, Ltd. Defect controlled nanotube sensor and method of production
US7536912B2 (en) 2003-09-22 2009-05-26 Hyeung-Yun Kim Flexible diagnostic patches for structural health monitoring
CN101365928A (zh) 2003-09-22 2009-02-11 金炯胤 用于结构健康监测的传感器和系统
US7325456B2 (en) 2003-09-22 2008-02-05 Hyeung-Yun Kim Interrogation network patches for active monitoring of structural health conditions
US20050209392A1 (en) 2003-12-17 2005-09-22 Jiazhong Luo Polymer binders for flexible and transparent conductive coatings containing carbon nanotubes
JP2005223107A (ja) 2004-02-05 2005-08-18 Hitachi Ltd 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
US20050260412A1 (en) 2004-05-19 2005-11-24 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for producing high efficiency heat transfer device with carbon nanotubes
US7378040B2 (en) 2004-08-11 2008-05-27 Eikos, Inc. Method of forming fluoropolymer binders for carbon nanotube-based transparent conductive coatings
WO2007015710A2 (en) 2004-11-09 2007-02-08 Board Of Regents, The University Of Texas System The fabrication and application of nanofiber ribbons and sheets and twisted and non-twisted nanofiber yarns
US7750434B2 (en) 2005-01-31 2010-07-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Circuit substrate structure and circuit apparatus
JP4591222B2 (ja) 2005-06-09 2010-12-01 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び画像形成装置
JP4983150B2 (ja) 2006-04-28 2012-07-25 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 導電性被膜の製造方法
EP2029680A4 (en) 2006-05-02 2010-10-20 Whiteley Corp Pty Ltd SAFETY COVERS
US8535791B2 (en) 2006-06-30 2013-09-17 The University Of Akron Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods
CN100420626C (zh) 2006-11-27 2008-09-24 西南交通大学 纯碳纳米管薄膜的制备方法
US7817333B2 (en) 2007-02-06 2010-10-19 Photon Dynamics, Inc. Modulator with improved sensitivity and life time
WO2008111653A1 (ja) 2007-03-14 2008-09-18 Taiyo Nippon Sanso Corporation ブラシ状カーボンナノ構造物製造用触媒体、触媒体製造方法、ブラシ状カーボンナノ構造物及びその製法
US7500399B2 (en) 2007-07-02 2009-03-10 The Hong Kong Polytechnic University Piezoresistive strain gauge using doped polymeric fluid
CN101121859A (zh) 2007-09-21 2008-02-13 东华大学 具有抑菌功效的水性环氧树脂涂料及其制备方法
KR20080012393A (ko) 2008-01-17 2008-02-11 김재호 고 내마모성 및 고 투명성의 수용성 광경화형 대전방지조성물 및 이를 코팅한 전도성 타일 바닥재
JP2009189747A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Goto Ikueikai 歪センサ
JP2009216939A (ja) 2008-03-10 2009-09-24 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用トナー及びその製造方法、電子写真用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置
US8946848B2 (en) 2008-06-05 2015-02-03 Omnivision Technologies, Inc. Apparatus and method for image sensor with carbon nanotube based transparent conductive coating
US8946683B2 (en) 2008-06-16 2015-02-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Medium scale carbon nanotube thin film integrated circuits on flexible plastic substrates
JP2010047702A (ja) 2008-08-22 2010-03-04 Toho Chem Ind Co Ltd 耐汚染性、透明性、光沢性に優れた帯電防止性熱可塑性樹脂組成物
JP5299616B2 (ja) 2008-10-23 2013-09-25 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、並びに、画像形成装置
US7854173B2 (en) 2008-11-28 2010-12-21 The Hong Kong Polytechnic University Strain sensor
US8038479B2 (en) 2008-12-05 2011-10-18 Nanoridge Materials Carbon nanotube-based electrical connectors
JP2010224503A (ja) 2009-03-25 2010-10-07 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
CN101570662B (zh) 2009-03-26 2010-10-27 天津大学 金属膜电阻器用耐高温、耐高湿涂料及其制备方法
JP2012526724A (ja) * 2009-05-14 2012-11-01 バテル・メモリアル・インスティテュート カーボンナノチューブネットワークをコーティングする無溶剤方法及びポリマーをコーティングされたカーボンナノチューブネットワーク
US8519449B2 (en) 2009-08-25 2013-08-27 Honeywell International Inc. Thin-film transistor based piezoelectric strain sensor and method
US8471438B2 (en) 2009-08-27 2013-06-25 Canon Kabushiki Kaisha Actuator with sensor
US8299686B2 (en) 2009-08-27 2012-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Actuator with sensor
CN101672619A (zh) 2009-09-29 2010-03-17 武汉理工大学 碳纤维搭接式应变传感器
WO2011044221A2 (en) 2009-10-06 2011-04-14 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for determining radiation
US8518472B2 (en) 2010-03-04 2013-08-27 Guardian Industries Corp. Large-area transparent conductive coatings including doped carbon nanotubes and nanowire composites, and methods of making the same
CN101859216B (zh) 2010-06-11 2012-01-25 北京富纳特创新科技有限公司 触摸屏
US8564954B2 (en) 2010-06-15 2013-10-22 Chipmos Technologies Inc. Thermally enhanced electronic package
US9233492B2 (en) * 2010-10-12 2016-01-12 Florida State University Research Foundation, Inc. Composite materials reinforced with carbon nanotube yarns
US20120282453A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 North Carolina State University Carbon nanotube composites and methods and apparatus for fabricating same
JP5924725B2 (ja) * 2011-11-14 2016-05-25 ヤマハ株式会社 歪みセンサ及び歪みセンサの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006292478A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Matsushita Electric Works Ltd 物理量センサ
US20060283262A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 U.S.A. As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon nanotube-based sensor and method for detection of crack growth in a structure
WO2008135606A1 (es) * 2007-05-04 2008-11-13 Antonio Miravete De Marco Sensor de nanocomposite para monitorización del daño en estructuras
WO2011024539A1 (ja) * 2009-08-25 2011-03-03 独立行政法人産業技術総合研究所 カーボンナノチューブを用いた伸縮装置とその製造方法
CN102095362A (zh) * 2010-11-20 2011-06-15 武汉理工大学 栅型碳纤维应变传感器
CN202329535U (zh) * 2011-11-22 2012-07-11 东南大学 一种分布式高精度长标距碳纤维应变测试装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10890498B2 (en) 2015-07-10 2021-01-12 Universite De Bretagne Sud Sensor for a physical feature, preferably comprising a multilayer structure
CN108351233A (zh) * 2015-07-10 2018-07-31 南布列塔尼大学 用于物理特征、优选地包括多层结构的传感器
CN108431543A (zh) * 2016-01-06 2018-08-21 雅马哈株式会社 应变传感器元件
US10816317B2 (en) 2016-01-06 2020-10-27 Yamaha Corporation Strain sensor element
CN106152930A (zh) * 2016-06-24 2016-11-23 北京科技大学 一种高灵敏柔性可穿戴应变传感器及其低成本制作方法
CN107726971A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 清华大学 应变传感器
CN106643464A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 北京航空航天大学 一种基于碳纳米管膜的复合材料各向应变监测方法
CN106643464B (zh) * 2016-12-27 2019-02-22 北京航空航天大学 一种基于碳纳米管膜的复合材料各向应变监测方法
CN111527245A (zh) * 2017-12-01 2020-08-11 华盛顿大学 具有断裂感应机电灵敏度的纤维基复合材料
CN111527245B (zh) * 2017-12-01 2023-05-09 华盛顿大学 具有断裂感应机电灵敏度的纤维基复合材料
CN108106639A (zh) * 2017-12-08 2018-06-01 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种柔性传感器及其制备方法
US10889088B2 (en) 2017-12-08 2021-01-12 Boe Technology Group Co., Ltd. Flexible sensor and method for manufacturing the same
CN109520409A (zh) * 2018-10-28 2019-03-26 北京工业大学 一种基于cnt纤维力阻性能制作的柔性应变传感器及实验方法
CN109631742A (zh) * 2018-12-25 2019-04-16 东南大学 一种基于碳纳米管的柔性应变传感器及其制备方法
CN109631742B (zh) * 2018-12-25 2020-10-02 东南大学 一种基于碳纳米管的柔性应变传感器及其制备方法
CN109916292A (zh) * 2019-02-25 2019-06-21 武汉工程大学 一种多层电容式柔性智能可穿戴传感器件的制备方法
CN109916292B (zh) * 2019-02-25 2021-05-04 武汉工程大学 一种多层电容式柔性智能可穿戴传感器件的制备方法
CN110906858B (zh) * 2019-12-03 2022-04-19 观云(山东)智能科技有限公司 一种无纺复合材料、结构应变传感器、分布式监测系统及方法
CN112161738A (zh) * 2020-09-17 2021-01-01 五邑大学 气压传感器及制作方法
CN112161738B (zh) * 2020-09-17 2022-04-08 五邑大学 气压传感器及制作方法
CN114087976A (zh) * 2021-11-25 2022-02-25 中国科学院长春应用化学研究所 一种柔性大应变传感器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104142118B (zh) 2017-07-07
US9476782B2 (en) 2016-10-25
JP6014906B2 (ja) 2016-10-26
EP2801549B1 (en) 2018-01-31
JP2015148588A (ja) 2015-08-20
US20140331793A1 (en) 2014-11-13
EP2801549A1 (en) 2014-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104142118A (zh) 应变传感器
JP5924725B2 (ja) 歪みセンサ及び歪みセンサの製造方法
JP6142387B2 (ja) 歪みセンサ及びその製造方法
US20040229536A1 (en) Water blocking cable tape and methods for making same
JP2017106129A (ja) 導電体、歪みセンサー、及び導電体の製造方法
CN207602628U (zh) 电极组件及二次电池
Slobodian et al. Multifunctional flexible and stretchable polyurethane/carbon nanotube strain sensor for human breath monitoring
JP7388412B2 (ja) 歪みセンサ素子の製造方法及び歪みセンサ素子
JP6561636B2 (ja) 歪みセンサ素子
US10816317B2 (en) Strain sensor element
JP6561640B2 (ja) 歪みセンサ素子
US20230304197A1 (en) Highly Sensitive Acoustic Fabric Including An Acoustic Fiber Transducer
KR20170044213A (ko) 필터 담지체
Pan et al. PEDOT: PSS stabilized paper-based piezoresistive sensor for wearable electronics
JP2009091697A (ja) 導電性網状体
JP2016176874A (ja) 歪みセンサ素子
CN113588140B (zh) 压力传感器、压力传感阵列及其制备方法
CN207904169U (zh) 一种基于pvc薄膜与pet布基层的复合胶带
KR20240025844A (ko) 계층적 코일-플라이 구조를 갖는 섬유 구조체 및 그 제조 방법
손종현 et al. Development of Cactus-Spine-Inspired Sweat-Collecting Patch for Wearable Sweat Sensor
이다연 et al. Synthesis Characterization of Tetradentate Pt (Ⅱ) Complex for Blue Phosphorous OLED
방준식 et al. Preparation of Biodegradable Polybutylene Succinate Nanofiber through Solution Blown Spinning for Oil-Water Separation
KR102664893B1 (ko) 코일-주름 구조를 갖는 복합 섬유, 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 및 그 제조 방법.
JP2017211214A (ja) 歪みセンサ及び歪みセンサユニット
JP6161041B2 (ja) 歪みセンサ及び歪みセンサの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant