CN111442875B - 一种水下压差传感器及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下压差传感器及制备方法。该传感器包括管道单元和位于管道单元内部的柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；柔性悬臂梁一端与管道单元固定连接，另一端悬空；压差传感单元贴于柔性悬臂梁的表面；变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；加热金属电极贴于柔性悬臂梁的悬空端的一侧，水凝胶柱状体固定在柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为柔性悬臂梁的振动；压差传感单元用于将柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；加热金属电极用于产生不同温度的热量；水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性。本发明能够实现水下流场环境中压差的变灵敏度检测。

Description

一种水下压差传感器及制备方法

技术领域

本发明涉及水下流场参数测量技术领域，特别是涉及一种水下压差传感器及制备方法。

背景技术

高性能的近场流场传感器对自主式水下无人航行器具有重要意义，能协助其实现高隐蔽、低噪音的环境探测，提供实时、精密的姿态测量与控制，实现自主巡航与自主避障，甚至能检测与利用洋流，减少能量消耗，提高连续工作能力，在军事和民用上具有重要应用前景。

图1为鱼类侧线系统结构示意图。参见图1，侧线是鱼类和水生两栖类的感觉器官，根据分布位置的不同可以分为体表侧线与管道侧线。其中管道侧线位于体侧皮肤的下面，管道通过管道孔与外界连通，管道神经丘置于管道内部，用于感知管道孔之间的压力差。图2为鱼类神经丘高度不一致现象示意图。参见图2，研究表明，侧线的神经丘结构沿体长方向高度不同，这一现象使得侧线器官具有不同的灵敏度，进而满足不同的水力环境感知需求。基于侧线的感知作用，现有技术中出现大量仿鱼类侧线的水下流场参数测量传感器。但现有技术中的流场参数测量传感器中无法实现变灵敏度检测。

发明内容

基于此，有必要提供一种水下压差传感器及制备方法，实现水下流场环境中压差的变灵敏度检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种水下压差传感器，包括管道单元、柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；所述管道单元为至少具有两个连通至外部的通孔的管道；所述柔性悬臂梁、所述压差传感单元和所述变灵敏度单元均位于所述管道单元内部；所述柔性悬臂梁一端与所述管道单元固定连接，另一端悬空；所述压差传感单元贴于所述柔性悬臂梁的表面；

所述变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；所述加热金属电极贴于所述柔性悬臂梁的悬空端的一侧，所述水凝胶柱状体固定在所述柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；

所述柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为所述柔性悬臂梁的振动；所述压差传感单元用于将所述柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；所述加热金属电极用于产生不同温度的热量；所述水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性。

可选的，所述管道单元的内部侧壁上设置有凹槽；所述凹槽位于所述管道单元的通孔之间；所述柔性悬臂梁与所述管道单元固定的一端连接在所述凹槽的侧壁上，另一端悬空在所述凹槽上；所述柔性悬臂梁的延伸方向与所述管道单元的轴向方向平行。

可选的，所述压差传感单元包括压电传感薄膜和压电金属电极；所述压电传感薄膜贴合于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述压电金属电极分布于所述压电传感薄膜的两侧且位于所述压电传感薄膜的靠近所述柔性悬臂梁的固定端的一端。

可选的，所述加热金属电极位于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述水凝胶柱状体位于所述柔性悬臂梁的背对所述凹槽的一侧。

可选的，所述水凝胶柱状体采用聚N-异丙基丙烯酰胺材料。

可选的，所述柔性悬臂梁的材质为聚酰亚胺；所述压电传感薄膜的材质为聚偏氟乙烯。

可选的，所述压电金属电极和所述加热金属电极的材质均为铬金电极。

一种水下压差传感器的制备方法，包括：

利用旋涂技术在硅基衬底上旋涂一层聚酰亚胺，得到聚酰亚胺薄膜；

利用旋涂技术在所述聚酰亚胺薄膜上旋涂一层光刻胶；

利用光刻技术对所述光刻胶按预设的压电金属电极和加热金属电极的形状进行图形化处理，形成具有电极轨迹凹槽的光刻胶；

利用磁控溅射技术在所述具有电极轨迹凹槽的光刻胶上溅射形成铬金电极层；

通过洗胶将光刻胶及光刻胶上层的铬金电极去除，并根据所述电极轨迹凹槽图形化剩余的铬金电极，从而将多余金属去除，形成第一层压电金属电极和加热金属电极；

利用旋涂技术在所述聚酰亚胺薄膜上旋涂聚偏氟乙烯以覆盖所述第一层压电金属电极和所述加热金属电极，退火后得到压电传感薄膜；

利用磁控溅射技术使用镂空板作为掩膜在所述压电传感薄膜上正对所述第一层压电金属电极的位置继续溅射铬金电极，得到第二层压电金属电极；

利用反应性离子刻蚀技术按照预设的柔性悬臂梁的尺寸在所述压电传感薄膜上刻蚀出所述柔性悬臂梁；

利用反应性离子刻蚀技术将所述压电传感薄膜上电极引线部分对应的压电传感薄膜刻穿，暴露出电极以便引线；

对暴露出的电极进行引线；

将所述硅基衬底剥离，从而得到去除衬底后的传感器层；

对所述去除衬底后的传感器层中柔性悬臂梁的背对所述压电传感薄膜的表面上粘接水凝胶柱状体，并封装聚二甲基硅氧烷管道，得到水下压差传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的水下压差传感器及制备方法，在柔性悬臂梁的两侧分别设置加热金属电极和水凝胶柱状体。加热金属电极能够对环境进行温度调控，而水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性，从而能够通过控制加热金属电极的温度调节水凝胶柱状体的体积大小，而水凝胶柱状体设置于柔性悬臂梁上，水凝胶柱状体的体积变化能够改变迎流面横截面积，进而改变水凝胶柱状体所受粘滞阻力。而体积越大，粘滞阻力越大，从而使柔性悬臂梁的振动幅度变大，从而提高灵敏度。因此，本发明能够实现水下流场环境中压差的变灵敏度检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为鱼类侧线系统结构示意图；

图2为鱼类神经丘高度不一致现象示意图；

图3为本发明实施例1的水下压差传感器的整体结构图；

图4为本发明实施例1的水下压差传感器的爆炸视图；

图5为本发明实施例1的水下压差传感器的截面图；

图6为本发明实施例1的水下压差传感器的加热金属电极的结构图；

图7为本发明实施例1的水下压差传感器的原理仿真示意图；

图8为本发明实施例1的水下压差传感器采集信号原理示意图；

图9为本发明实施例1的水下压差传感器变灵敏度及量程的工作原理示意图；

图10为本发明实施例1的水下压差传感器同一输入条件下输出对比示意图；

图11为本发明实施例1的水下压差传感器变灵敏度前后随压差改变的信号输出示意图；

图12为本发明实施例2的水下压差传感器的制备方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

图3为本发明实施例1的水下压差传感器的整体结构图。

图4为本发明实施例1的水下压差传感器的爆炸视图。

图5为本发明实施例1的水下压差传感器的截面图。

参见图3～图5，该水下压差传感器，包括管道单元1、柔性悬臂梁2、压差传感单元3和变灵敏度单元4；管道单元1为至少具有两个连通至外部的通孔9的管道；柔性悬臂梁2、压差传感单元3和变灵敏度单元4均位于管道单元1内部；柔性悬臂梁2一端与管道单元1固定连接，另一端悬空；压差传感单元3贴于柔性悬臂梁2的表面。

管道单元1上的通孔9等间距均匀分布。管道单元1内部为水流通道，水流通道与通孔9连通，从而通孔9成为水流通道内水流的交换口。管道单元1的内部侧壁上设置有凹槽10；凹槽10位于管道单元1的通孔9之间。任意两个凹槽10的对应点之间的间距与通孔9之间的间距相同。由于凹槽10位于相邻的两个通孔9之间，因此凹槽10的数量比通孔9的数量少1个。柔性悬臂梁2的与管道单元1固定的一端连接在凹槽10的侧壁上，另一端悬空在凹槽10上；柔性悬臂梁2的延伸方向与管道单元1的轴向方向平行。

变灵敏度单元4包括加热金属电极7和水凝胶柱状体6；加热金属电极7贴于柔性悬臂梁2的悬空端的正对凹槽10的一侧，水凝胶柱状体6固定在柔性悬臂梁2的悬空端的背对凹槽10的一侧。

压差传感单元3包括压电传感薄膜和压电金属电极5；压电传感薄膜外轮廓的形状大小与柔性悬臂梁2的正对凹槽10的一侧表面的形状大小形同，压电传感薄膜贴合于柔性悬臂梁2的正对凹槽10的一侧，从而能够与柔性悬臂梁2完全吻合。压电金属电极5位于压电传感薄膜的靠近柔性悬臂梁2的固定端的一端。压电金属电极5包括两层。第一层压电金属电极5嵌在所述压电传感薄膜内，第二层压电金属电极5位于所述压电传感薄膜的背对所述柔性悬臂梁2的表面，从而第一层压电金属电极5和第二层压电金属电极5分布于压电传感薄膜的两侧。

加热金属电极7位于柔性悬臂梁2的正对凹槽10的一侧。加热金属电极7嵌入在压电传感薄膜中。水凝胶柱状体6位于柔性悬臂梁2的背对凹槽10的一侧。

柔性悬臂梁2用于将管道单元1的通孔9之间的压差转变为柔性悬臂梁2的振动；压差传感单元3用于将柔性悬臂梁2的振动转变为压电信号；加热金属电极7用于产生不同温度的热量；水凝胶柱状体6具有体积随温度变化的特性，用于改变压差传感器的灵敏度与量程。

图6为本发明实施例1的水下压差传感器的加热金属电极的结构图。

参见图6，加热金属电极7的形状为多个“几”字型相接形成。具体为，包括多个等间距平行分布的纵向电极段，任意一个纵向电极段的一端通过一个横向电极段与一侧相邻的纵向电极段的一端相接，另一端通过另一个横向电极段与另一侧的相邻的纵向电极段的一端相接，位于边缘的两个纵向电极段未连接相邻电极段的一端延伸至管道单元1外，用于与外部元件相连接。该加热金属电极7的形状能够提高金属电阻进而提高加热效率。

水凝胶柱状体6采用聚N-异丙基丙烯酰胺材料，该水凝胶材料具有受热体积收缩的特性，进而可以通过控制加热金属电极7的温度来控制传感器灵敏度变化。

柔性悬臂梁2的材质为聚酰亚胺，使柔性悬臂梁2具有较好的柔性和刚度；压电传感薄膜的材质为聚偏氟乙烯，使柔性悬臂梁2的应变信号可以转变为压电信号；柔性悬臂梁2和压电传感薄膜所形成的聚酰亚胺-聚偏氟乙烯复合层能够使压电层的中性层与结构层的中性层不重叠，进而增大压电输出。

压电金属电极5和加热金属电极7的材质均为铬金电极。

下面以偶极子振动小球8作为输入对本发明的压差传感原理进行说明：

偶极子振动小球是一个已知直径的小球。当偶极子振动小球以确定的频率、振幅、振动方向及驱动方式在水中有规律(如正弦)的振动时，以振动小球为中心，周围流场的压力分布可以通过流体力学计算求出。因此，可以根据偶极子振动小球已知参数推算已知距离管道单元1的通孔9之间的压力差，进而可以将偶极子振动小球的振动换算为已知的压力差输入。

图7为本发明实施例1的水下压差传感器的原理仿真示意图。

图8为本发明实施例1的水下压差传感器采集信号原理示意图。

参见图7和图8，当在通孔9上方使用偶极子振动小球8产生正弦振动时，两个通孔9之间会产生一个正弦压力差输入，这个压力差会引起水流通道的流场流速发生变化，进而对水凝胶柱状体6产生一个交流的粘滞阻力；这个粘滞阻力会对柔性悬臂梁2产生一个力矩，因而会引起柔性悬臂梁2产生振动。这个振动会被位于柔性悬臂梁2固定端的压差传感单元3捕捉，作为压电信号进行输出。通过仿真可以看出，柔性悬臂梁2固定端的应变最大，因此将压差传感单元3置于靠近悬臂梁固定端能获得最大的压电信号输出。

下面对本发明的压差传感原理进行说明：

聚N-异丙基丙烯酰胺是一种水凝胶，它可以在水中迅速溶胀吸水而保持不溶解。该水凝胶由N-异丙基丙烯酰胺单体共价聚合而成。聚N-异丙基丙烯酰胺的水溶液在升温至约32摄氏度时发生相变，由均相体系转变为非均相体系，因此，交联后的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶呈现出温度敏感特性。在温度低于相变温度时，水凝胶呈现初始体积；当温度高于相变温度时，水凝胶的交联结构发生变化，宏观表现为收缩，体积减小。

之前已经说明偶极子振动小球8在振动时两个通孔9之间会产生一个正弦压力差输入，这个压力差会引起管道单元1内的流场流速发生变化，进而对水凝胶柱状体6产生一个交流的粘滞阻力；根据流体力学公式，这个粘滞阻力与流体密度、流体流速，柱状体迎流面横截面积以及柱状体迎流面横截面积占水流通道横截面面积的比例有关。在其他条件保持不变的情况下，柱状体迎流面横截面积越大，水凝胶柱状体6所受粘滞阻力就越大；柱状体迎流面横截面积占水流通道横截面面积的比例越大，水凝胶柱状体6所受粘滞阻力就越大。

图9为本发明实施例1的水下压差传感器变灵敏度及量程的工作原理示意图。

如图9所示，柔性悬臂梁2振动引起压电信号的输出，柔性悬臂梁2振动幅度与两通孔9之间压力差正相关，振动幅度越大，产生的压电信号也就越大；当柔性悬臂梁2振动幅度过大时，会达到压差传感器量程上限；对于加热关状态，水凝胶柱状体6的体积较大，对应较大的灵敏度，但压差传感器更易达到压差传感器量程上限；对于加热开状态，水凝胶柱状体6的体积较小，对应较小的灵敏度，但压差传感器更难达到压差传感器量程上限；通过加热的开启与关闭来实现压差传感器的灵敏度与量程改变。

图10为本发明实施例1的水下压差传感器同一输入条件下输出对比示意图。

如图10所示，在低灵敏度与高灵敏度状态，压差传感器的时域信号是不同的；测试过程中保持偶极子振动小球8振动频率、振动距离及相关电气设备参数保持不变；变灵敏度前压差传感器处于高灵敏度状态，时域信号输出较大；变灵敏度后压差传感器处于低灵敏度状态，时域信号输出较小。

图11为本发明实施例1的水下压差传感器变灵敏度前后随压差改变的信号输出示意图。

如图11所示，在低灵敏度与高灵敏度状态，压差传感器的压差-输出响应是不同的；变灵敏度前压差传感器处于高灵敏度状态，对于同样的压差输入，压差传感器的输出较大，但更容易到达压差传感器的探测极限，可探测的压差范围较小；变灵敏度后压差传感器处于低灵敏度状态，对于同样的压差输入，压差传感器的输出较小，但更不容易到达压差传感器的探测极限，可探测的压差范围较大；对于压力场分布复杂的湍流流场探测，可以选取低灵敏度状态使压差传感器获取更大的压差探测范围；对于压力场分部较为简单的恒流流场探测，可以选取高灵敏度状态使压差传感器对压差的变化更为灵敏。

实施例2：

实施例2提供一种水下压差传感器的制备方法，用于制备实施例1中的水下压差传感器。

图12为本发明实施例2的水下压差传感器的制备方法的示意图。

参见图12，该水下压差传感器的制备方法，包括：

步骤a：利用旋涂技术在硅基衬底上旋涂一层聚酰亚胺(Polyimide,PI)，得到聚酰亚胺薄膜；

步骤b：利用旋涂技术在聚酰亚胺薄膜上旋涂一层光刻胶AZ4620；

步骤c：利用光刻技术对光刻胶按预设的压电金属电极和加热金属电极的形状进行图形化处理，形成具有电极轨迹凹槽的光刻胶；

步骤d：利用磁控溅射技术在具有电极轨迹凹槽的光刻胶上溅射形成铬金电极层；

步骤e：通过洗胶将光刻胶及光刻胶上层的铬金电极去除，并根据电极轨迹凹槽图形化剩余的铬金电极，从而将多余金属去除，形成第一层压电金属电极和加热金属电极；

步骤f：利用旋涂技术在聚酰亚胺薄膜上旋涂聚偏氟乙烯(PolyvinylideneFluoride，PVDF)以覆盖第一层压电金属电极和加热金属电极，退火后得到压电传感薄膜；

步骤g：利用磁控溅射技术使用镂空板作为掩膜在压电传感薄膜上正对第一层压电金属电极的位置继续溅射铬金电极，得到第二层压电金属电极；

步骤h：利用反应性离子刻蚀技术(Reactive Ion Etching,RIE)按照预设的柔性悬臂梁的尺寸在压电传感薄膜上刻蚀出柔性悬臂梁；

步骤i：利用反应性离子刻蚀技术将压电传感薄膜上电极引线部分对应的压电传感薄膜刻穿，暴露出电极以便引线；

步骤j：对暴露出的电极进行引线；

步骤k：将硅基衬底剥离，从而得到去除衬底后的传感器层；

步骤l：对去除衬底后的传感器层中柔性悬臂梁的背对压电传感薄膜的表面上粘接水凝胶柱状体，并封装聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)管道，得到水下压差传感器。

该步骤l可具体采用如下步骤实现：

使用紫外光固化成型技术将热响应变体积水凝胶固化得到水凝胶柱状体；使用环氧树脂将水凝胶柱状体与去除衬底后的传感器层中柔性悬臂梁的悬空端的背对压电传感薄膜的表面进行固结，得到传感层；利用快速成型技术加工得到管道单元模具，管道单元模具材质为光敏树脂；利用翻模技术将管道单元模具进行翻模得到管道单元，管道单元材质为聚二甲基硅氧烷；使用环氧树脂将传感层与管道单元进行固结、封装。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

(1)本发明提供的管道单元采用柔性有机材料聚二甲基硅氧烷，便于贴附在不平整表面且可以在水下起到压差传感和保护传感层作用。

(2)本发明提供的柔性悬臂梁结构采用聚酰亚胺，能够灵敏可靠地捕捉管道单元的通孔之间的压差变化，将压差物理量转变为柔性悬臂梁的应变物理量。

(3)本发明提供的压电传感薄膜采用聚偏氟乙烯，能够稳定的将柔性悬臂梁的应变物理量转变为压电信号输出；压电金属电极采用铬金电极，与聚酰亚胺具有良好的结合力且导电性优良。

(4)本发明提供的水凝胶柱状体采用聚N-异丙基丙烯酰胺，具有在不同温度下改变体积的特性，进而改变传感器灵敏度；加热金属电极采用铬金电极，与聚酰亚胺具有良好结合力且导电性、导热性均较为理想。

(5)本发明提供的水下压差传感器及制备方法，能够实现不同水力环境下的灵敏度与量程的可变检测，进而适应不同的探测需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种水下压差传感器，其特征在于，包括管道单元、柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；所述管道单元为至少具有两个连通至外部的通孔的管道；所述柔性悬臂梁、所述压差传感单元和所述变灵敏度单元均位于所述管道单元内部；所述柔性悬臂梁一端与所述管道单元固定连接，另一端悬空；所述压差传感单元贴于所述柔性悬臂梁的表面；

所述变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；所述加热金属电极贴于所述柔性悬臂梁的悬空端的一侧，所述水凝胶柱状体固定在所述柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；

所述柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为所述柔性悬臂梁的振动；所述压差传感单元用于将所述柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；所述加热金属电极用于产生不同温度的热量；所述水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性。

2.根据权利要求1所述的水下压差传感器，其特征在于，所述管道单元的内部侧壁上设置有凹槽；所述凹槽位于所述管道单元的通孔之间；所述柔性悬臂梁与所述管道单元固定的一端连接在所述凹槽的侧壁上，另一端悬空在所述凹槽上；所述柔性悬臂梁的延伸方向与所述管道单元的轴向方向平行。

3.根据权利要求2所述的水下压差传感器，其特征在于，所述压差传感单元包括压电传感薄膜和压电金属电极；所述压电传感薄膜贴合于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述压电金属电极分布于所述压电传感薄膜的两侧且位于所述压电传感薄膜的靠近所述柔性悬臂梁的固定端的一端。

4.根据权利要求2所述的水下压差传感器，其特征在于，所述加热金属电极位于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述水凝胶柱状体位于所述柔性悬臂梁的背对所述凹槽的一侧。

5.根据权利要求1所述的水下压差传感器，其特征在于，所述水凝胶柱状体采用聚N-异丙基丙烯酰胺材料。

6.根据权利要求3所述的水下压差传感器，其特征在于，所述柔性悬臂梁的材质为聚酰亚胺；所述压电传感薄膜的材质为聚偏氟乙烯。

7.根据权利要求3所述的水下压差传感器，其特征在于，所述压电金属电极和所述加热金属电极的材质均为铬金电极。

8.一种如权利要求1所述的水下压差传感器的制备方法，其特征在于，包括：

利用旋涂技术在硅基衬底上旋涂一层聚酰亚胺，得到聚酰亚胺薄膜；

利用旋涂技术在所述聚酰亚胺薄膜上旋涂一层光刻胶；

利用光刻技术对所述光刻胶按预设的压电金属电极和加热金属电极的形状进行图形化处理，形成具有电极轨迹凹槽的光刻胶；

利用磁控溅射技术在所述具有电极轨迹凹槽的光刻胶上溅射形成铬金电极层；

通过洗胶将光刻胶及光刻胶上层的铬金电极去除，并根据所述电极轨迹凹槽图形化剩余的铬金电极，从而将多余金属去除，形成第一层压电金属电极和加热金属电极；

利用旋涂技术在所述聚酰亚胺薄膜上旋涂聚偏氟乙烯以覆盖所述第一层压电金属电极和所述加热金属电极，退火后得到压电传感薄膜；

利用磁控溅射技术使用镂空板作为掩膜在所述压电传感薄膜上正对所述第一层压电金属电极的位置继续溅射铬金电极，得到第二层压电金属电极；

利用反应性离子刻蚀技术按照预设的柔性悬臂梁的尺寸在所述压电传感薄膜上刻蚀出所述柔性悬臂梁；

利用反应性离子刻蚀技术将所述压电传感薄膜上电极引线部分对应的压电传感薄膜刻穿，暴露出电极以便引线；

对暴露出的电极进行引线；

将所述硅基衬底剥离，从而得到去除衬底后的传感器层；

对所述去除衬底后的传感器层中柔性悬臂梁的背对所述压电传感薄膜的表面上粘接水凝胶柱状体，并封装聚二甲基硅氧烷管道，得到水下压差传感器。

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