CN106895924B - 一种柔性温度压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性温度压力传感器，包括上下对称布置的第一衬底和第二衬底，以及依次布置在第一衬底与第二衬底之间的第一电极、温敏层、中间电极、压敏层和第二电极；第一电极和第二电极均为叉指形状，中间电极为平面形状。与现有技术相比，本发明提供的一种柔性温度压力传感器，采用丝网印刷或者纳米压印可以实现大规模生产的目的，同时采用纳米导电银浆材料作为电极材料实现了与丝网印刷技术的兼容，以及采用温敏层与压敏层的层叠堆积方式，可以有效提高传感器的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种柔性温度压力传感器。
背景技术
常规温度或压力传感器作为采集控制点温度数据的专用器件,常用的温度或压力传感器种类繁多。理想的温度或压力传感器，应该具有成本低廉、制备简单和通用性强等特点。常规温度或压力传感器在电力、汽车、家居、工业制造等行业具有广泛的应用前景，但是常规温度或压力传感器大都基于硬性的支撑衬底，不适用于大面积或不规则表面的温度检测，存在加工成本高、流程复杂等问题。同时，常规的温度或压力传感器是相互分立单独测量的。一方面增加了后续设计成本，另一方面增加了测量空间。
综上，需要提供一种加工简易，成本低廉的同时检测温度压力的柔性传感器。
发明内容
为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种柔性温度压力传感器。
本发明的技术方案是：
所述传感器包括上下对称布置的第一衬底和第二衬底，以及依次布置在所述第一衬底与第二衬底之间的第一电极、温敏层、中间电极、压敏层和第二电极；
所述第一电极和第二电极均为叉指形状，所述中间电极为平面形状。
优选的，
所述第一电极采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第一衬底上；
所述第二电极采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第二衬底上。
优选的，采用纳米压印或丝网印刷的方式将第一电极制备于第一衬底，以及将第二电极制备于第二衬底时：
在印刷的过程中第一衬底和第二衬底保持均匀受力；
在印刷成型后将第一衬底和第二衬底置于60～120℃的真空干燥箱中加热10～60分钟。
优选的，所述第一电极、第二电极和中间电极均采用纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的颗粒直径小于10微米。
优选的，所述第一电极、第二电极和中间电极制备完成后，对所述传感器进行封装测试，以满足不规则表面温度压力的检测工况要求。
优选的，所述第一衬底和第二衬底均采用聚对笨二甲酸乙二醇或者聚酰亚胺。
优选的，所述温敏层采用MnCoNi半导体陶瓷浆料。
优选的，所述压敏层采用氧化锌压电材料。
与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
本发明提供的一种柔性温度压力传感器，采用丝网印刷或者纳米压印可以实现大规模生产的目的，同时采用纳米导电银浆材料作为电极材料实现了与丝网印刷技术的兼容，以及采用温敏层与压敏层的层叠堆积方式，可以有效提高传感器的适用范围。本发明适用于大面积或不规则表面的温度检测，加工成本低廉，增加了测量空间。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1：本发明实施例中一种柔性温度压力传感器结构示意图；
图2：本发明实施例中一种柔性温度压力传感器结构立体图；
其中，1：第一衬底；2：第一电极；3：温敏层；4：中间电极；5：压敏层；6：第二电极；7：第二衬底。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供的一种柔性温度压力传感器的实施例如图1和2所示，具体为：
该传感器包括导电迹线、第一衬底1、第二衬底7、第一电极2、温敏层3、中间电极4、压敏层5和第二电极6。其中，第一衬底1和第二衬底7上下对称布置，第一电极2、温敏层3、中间电极4、压敏层5和第二电极6依次布置在第一衬底1与第二衬底之间。
1、电极
本实施例中第一电极2和第二电极6均为叉指形状，中间电极4为平面形状。
第一电极2采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第一衬底1上，第二电极6采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第二衬底7上。
第一电极2、第二电极6和中间电极4均采用纳米导电银浆，纳米导电银浆的颗粒直径小于10微米。本实施例中也可将纳米导电银浆替换为碳粉颗粒，该碳粉颗粒的直径也小于10微米，第一电极2和第二电极6的叉指宽度大于20微米。
本实施例中采用纳米压印或丝网印刷的方式将第一电极2制备于第一衬底1，以及将第二电极6制备于第二衬底7时：
①：在印刷的过程中第一衬底1和第二衬底7保持均匀受力，即将第一电极2制备于第一衬底1时需要保持第一衬底1均匀受力，第二电极6制备于第二衬底7时需要保持第二衬底7均匀受力.
②：在印刷成型后将第一衬底1和第二衬底7置于60～120℃的真空干燥箱中加热10～60分钟，以挥发部分浆料的粘连材料。
第一电极2、第二电极6和中间电极4制备完成后，对传感器进行封装测试，以满足不规则表面温度压力的检测工况要求。
2、衬底
本实施例中第一衬底1和第二衬底7均采用聚对笨二甲酸乙二醇或者聚酰亚胺。
3、温敏层
本实施例中温敏层采用MnCoNi半导体陶瓷浆料。
当温度变化时，传感器温敏材料电阻发生变化，进而通过电阻值的变化确定温度值，同时压敏层不发生变化。
4、压敏层
本实施例中压敏层采用氧化锌压电材料。
当压力变化时，传感器压敏材料电阻发生变化，进而通过电阻值的变化确定压力值，同时温敏层不发生变化。
最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (1)
1.一种柔性温度压力传感器，其特征在于，所述传感器包括上下对称布置的第一衬底和第二衬底，以及依次布置在所述第一衬底与第二衬底之间的第一电极、温敏层、中间电极、压敏层和第二电极；
所述第一电极和第二电极均为叉指形状，所述中间电极为平面形状；
所述第一电极采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第一衬底上；
所述第二电极采用纳米压印或者丝网印刷的方式制备于第二衬底上；
采用纳米压印或丝网印刷的方式将第一电极制备于第一衬底，以及将第二电极制备于第二衬底时：
在印刷的过程中第一衬底和第二衬底保持均匀受力；
在印刷成型后将第一衬底和第二衬底置于60～120℃的真空干燥箱中加热10～60分钟；
所述第一电极、第二电极和中间电极均采用纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的颗粒直径小于10微米；
所述第一电极、第二电极和中间电极制备完成后，对所述传感器进行封装测试，以满足不规则表面温度压力的检测工况要求；
所述第一衬底和第二衬底均采用聚对笨二甲酸乙二醇或者聚酰亚胺；
所述温敏层采用MnCoNi半导体陶瓷浆料；
所述压敏层采用氧化锌压电材料。
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