CN113375843A - 多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力方法 - Google Patents

Abstract

一种多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力方法，属于阵列式传感器及其结构健康监测领域。该多通道柔性阵列式传感器，包括多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元、PU薄膜和导线，每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元由导电银浆固化连接有两条导线，将多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元按矩形矩阵排列，并由PU薄膜固定。将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。该方法制备的石墨烯/PDMS多孔柔性传感器孔结构均匀、孔径和孔隙率可控，传感器响应明显且迅速。

Description

多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力 方法

技术领域

本发明涉及阵列式传感器及其结构健康监测技术领域，具体涉及一种多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力方法。

背景技术

柔性传感器柔韧性好、响应迅速、具有良好的生物相容性，在健康监测、智能机器人、可穿戴电子设备、电子皮肤等领域具有巨大的潜在应用，其无论是用于生物体体表的贴合还是用于器械的结构健康监测，都受到了广泛关注和研究。但是现阶段对于平面结构件的健康监测技术已经十分成熟，并广泛应用于飞机典型部位达到良好控制的目的。随着科学技术的发展和人们对柔性材料的开发，飞机金属薄壁圆筒件的受力监测问题越来越受到重视。此外，由于单一柔性传感器的监测范围小，误差大、失效率高以及可优化空间小等局限性，导致其并不能满足人们的使用要求，而基于复合材料的多通道阵列柔性传感器越来越受到人们的关注。

飞机机身中含有大量各式各样的金属结构件，如蒙皮、起落架和隔框等。对这些金属薄壁结构进行场范围监测一直是人们研究的重点课题之一，特别是这些结构在受力过程中，其受力监测分析，目前采用的传感器还有监测范围受限、静电干扰且单一传感器失效率高等问题。

发明内容

基于上述传感器的结构健康监测问题，本发明提出了一种多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力方法，该多通道柔性阵列式传感器是基于石墨烯/PDMS多孔柔性传感器的六通道阵列传感器，将其用于飞机曲面金属件受力方面的监测，并进行了其响应测试。其总体上包括通过机械共混-酸浸腐蚀法制备得到的石墨烯/PDMS多孔柔性传感器和通过导电银浆和PU(聚氨酯)薄膜将导线和六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元相结合两个部分，并且分析了对其用于曲面金属件结构受力监测的响应。

为实现上述目的，其技术方案如下：

本发明的一种多通道柔性阵列式传感器，包括多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元、PU薄膜和导线，每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元由导电银浆固化连接有两条导线，将多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元按矩形矩阵排列，并由PU薄膜固定。

进一步的，多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元至少为六个，每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元为(20～30)mm×(20～30)mm的矩形，厚度为1～1.5mm。

矩形矩阵中，相邻两个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的间距为10～30mm。

所述的石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元由导电银浆固化连接有两条导线，优选为石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的相对边。

所述的多通道柔性阵列式传感器能够实现在0.4～0.8s内其电阻变化率为61.2％～127.7％的明显又快速响应，其孔隙率≥50％，孔径≤100μm。

一种多通道柔性阵列式传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：

将石墨烯和PDMS混合均匀，得到混合试剂A；

步骤2：

将混合试剂A和微米级NaCl混合均匀，并加入正己烷，得到混合试剂B；其中，按质量比，混合试剂A中的PDMS：微米级NaCl＝10：(5～14)，优选为10:12；微米级NaCl的粒径为75～100μm；粒径占比≥80％；

步骤3：

向混合试剂B中加入PDMS固化剂，得到混合物料；

将混合物料进行涂膜，并固化，得到石墨烯/PDMS柔性传感器；

将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器浸入浓硫酸中进行酸浸腐蚀，清洗、干燥后，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

步骤4：

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器进行切割，得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元根据多通道柔性阵列式传感器的布局方式进行布控，然后每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的两根导线通过导电银浆固化连接，最后裁剪PU薄膜将六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元包裹成间隔为10～30mm的阵列，得到多通道柔性阵列式传感器。

所述的步骤1中，石墨烯采用热膨胀-超声联合法制得。

所述的步骤1中，混合均匀采用溶剂共振法，采用的溶剂优选为正己烷，其工艺参数为超声振荡，振荡频率为35～40kHz，温度控制在≤40℃，超声时间为30～60min。

所述的步骤1中，其中，石墨烯占混合试剂A的质量百分比为4％-6％，优选为5％。

所述的步骤2中，混合均匀，采用机械混合法。

所述的步骤2中，微米级NaCl采用低温行星球磨法制得，其工艺参数：温度为-15～-20℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝(20～40):1，公转速度为300～500r/min，自转速度为公转速度的2倍。

所述的步骤2中，正己烷的加入量根据混合试剂B的流动性调节，优选加入量占混合试剂B的质量百分比为10～15％。

所述的步骤3中，固化剂加入量根据PDMS加入量确定。

所述的步骤3中，酸浸腐蚀，采用的是摩尔浓度为18.4mol/L的浓硫酸，酸浸温度为室温，酸浸时间为20秒～1分钟。

所述的步骤3中，固化温度为60～120℃。

所述的步骤4中，切割采用激光切割。

本发明的一种多通道柔性阵列式传感器的监测曲面金属件受力方法，包括以下步骤：

将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。

本发明的多通道柔性阵列式传感器及其制法和监测曲面金属件受力方法，其有益效果为：

1、本发明采用低温行星球磨法制得的NaCl、溶剂共振法结合石墨烯和PDMS、机械共混和酸浸腐蚀法制备的石墨烯/PDMS多孔柔性传感器孔结构均匀、孔径和孔隙率可控，传感器响应明显且迅速(能够实现在0.4～0.8s内其电阻变化率为61.2％～127.7％的明显又快速的响应)。

2、本发明所述方法所用到的原料易得、成本低，并极大程度简化了制备工艺流程。同时将制备时间大大缩短。

3、本发明制备的六阵列多通道柔性传感器监测系统监测面积广(六个25x25mm的矩阵区域及单元周边一定范围)、降低用于监测的传感器的失效率(六个单元独立工作互不影响)，响应直观可辩(通过数据采集装置可见)且降低金属被测件对传感器阵列的电学干扰(PU薄膜的包裹隔绝作用)。

4、PDMS(聚二甲基硅氧烷)是一种疏水类的有机硅物料，在药品、日化用品、食品、建筑等各领域均有应用，因为其透明度高，黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、无毒无味，具有生理惰性、良好的化学稳定性。耐候性、疏水性好，并具有很高的抗剪切能力，可在-50℃～200℃下长期使用等特点，能够作为柔性传感器中的主材。石墨烯/PDMS多孔柔性传感器可被制备成一种阵列式传感器，具有场范围监测、局部自响应且能够应付复杂表面降低失效率等优点，除此之外，整个装置为非金属，避免了监测金属结构件的电流紊乱问题，因此，本发明提出了一种用于场范围结构监测、具有局部自响应特点、响应直观可辩、降低静电干扰且工艺简单成本低廉的基于石墨烯/PDMS多孔柔性传感器的六通道阵列金属薄壁圆筒件结构监测方法，有望应用于飞机结构范围监测甚至电子皮肤等更为广泛的领域。

附图说明

图1：石墨烯/PDMS多孔柔性传感器孔结构显微镜图。

图2：(a)六通道柔性阵列式传感器布局示意图，(b)金属薄壁结构敲击位置示意图。

图3：六通道柔性阵列式传感器对金属薄壁结构敲击后，石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元响应数据图。

图4：六通道柔性阵列式传感器对金属薄壁结构敲击后，石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元周边位置响应数据图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的应用范围并不限于实例所述内容。

以下实施例，采用的原料为道康宁SYLGARD 184，其包括基本组分和固化剂，其中，本发明中陈述的PDMS(聚二甲基硅氧烷)为基本组分，对应的固化剂和基本组分按质量比为：基本组分：固化剂＝10:1进行配比混合。

以下实施例，采用的可膨胀石墨烯为青岛华泰润滑密封科技有限公司生产。

以下实施例中，采用的数据采集器为Fluke全能型数据采集器。

实施例1

(1)采用热膨胀-超声联合法制备所需石墨烯，具体为：将0.5g可膨胀石墨，在热膨胀温度700℃下热膨胀后，以丙酮为溶剂超声振荡3小时，去除丙酮，得到石墨烯；

(2)以正己烷为溶剂，通过溶剂共振法将制得石墨烯与基本组分PDMS混合均匀，得到混合试剂A；其中，石墨烯占混合试剂A质量分数为5％最佳；溶剂共振法为采用超声仪振荡，振荡频率为40kHz，温度控制在≤40℃，超声时间为30min。

(3)按照质量比，基本组分PDMS：NaCl＝10g：12g的比例，通过机械混合法将NaCl和混合试剂A混合均匀，添加3g正己烷溶剂调节流动性，得到混合试剂B；

所用NaCl为低温行星球磨法制得，其温度为-15℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝30:1，公转速度为400r/min，自转速度为公转速度的2倍，得到的NaCl粒径为75～100μm，粒径占比≥80％；

(4)将固化剂加入混合试剂B中，按质量比PDMS：固化剂＝10:1.使用自动涂膜机进行控制厚度为1.5毫米涂膜，将加入固化剂的混合试剂B涂于聚四氟乙烯不沾板上，并置于100℃烘箱固化，再将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜用铲刀从聚四氟乙烯不沾板上小心缓慢铲下，将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜放入室温下盛有浓硫酸的容器中浸泡20～60秒取出后，水洗残余浓硫酸并烘干，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

石墨烯/PDMS多孔柔性传感器的孔结构的显微镜图见图1，从图1可以看出传感器的孔结构均匀清晰可见，并且分布相对均匀；

(5)将所得的膜采用激光切割机进行25mm×25mm六等份切割，避免手动切割产生毛刺，得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

(6)通过导电银浆将导线和石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元连接，然后在120℃以上固化，在用PU薄膜对石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元进行阵列化处理，其中每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元间隔20mm，得到六通道柔性阵列式传感器，其中，六通道柔性阵列式传感器布局示意图见图2(a)。

通过对制备的六通道柔性阵列式传感器测试，响应时间为0.61s，孔隙率为65.4％，孔径为90.1μm。

(7)将所制备的六通道柔性阵列式传感器分别连接在Fluke全能型数据采集器的六个通道上，进行金属薄壁结构响应实验。

(8)对六通道柔性阵列式传感器的1-6个单元施加100N的敲击力，观察Fluke全能型数据采集器的屏幕图形变化，并通过导出数据分析可见单个单元响应明显(图3)且未敲击的单元响应微弱。

实施例2

(1)采用热膨胀-超声联合法制备所需石墨烯，具体制备方法，将0.5g可膨胀石墨进行热膨胀，热膨胀温度700℃，热膨胀后，以丙酮为溶剂，超声振荡2小时，去除丙酮，得到石墨烯；

(2)以正己烷为溶剂，通过溶剂共振法将制得石墨烯与基本组分PDMS混合均匀，得到混合试剂A；其中，石墨烯占混合试剂A质量分数为5％最佳；溶剂共振法为采用超声仪振荡，振荡频率为40kHz，温度控制在≤40℃，超声时间为40min。

(3)按照质量比，基本组分PDMS：NaCl＝10g：12g的比例通过机械混合法将NaCl和混合试剂A混合均匀，添加3.5g正己烷溶液调节流动性，所用NaCl为低温行星球磨法制得，其温度为-20℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝35:1，公转速度为300r/min，自转速度为公转速度的2倍，得到的NaCl粒径为75～100μm，粒径占比≥80％；

(4)将固化剂加入混合试剂B中，按质量比PDMS：固化剂＝10:1使用自动涂膜机进行控制厚度为1.5毫米涂膜，将加入固化剂的混合试剂B涂于聚四氟乙烯不沾板上，并置于80℃烘箱固化，再将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜用铲刀从聚四氟乙烯不沾板上小心缓慢铲下，将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜放入室温下盛有浓硫酸的容器中浸泡20～60秒取出后，水洗残余浓硫酸并烘干，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

(5)将所得的膜采用激光切割机进行20mm×20mm六等份切割，避免手动切割产生毛刺，得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

(6)通过导电银浆将导线和石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元连接，然后在120℃以上固化，在用PU薄膜对石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元进行阵列化处理，其中每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元间隔15mm，得到六通道柔性阵列式传感器。

通过对制备的六通道柔性阵列式传感器测试，响应时间为0.67s，孔隙率为65.1％，孔径为89.6μm。

(7)将所制备的六通道柔性阵列式传感器分别连接在Fluke全能型数据采集器的六个通道上，进行金属薄壁结构响应实验。

(8)对六通道柔性阵列式传感器的1-6个单元周边位置(图2(b)所示)施加1kN的敲击力，观察Fluke全能型数据采集器的屏幕图形变化，并通过导出数据分析可见每个对应位置处的单元响应明显(图4)且其余单元响应微弱，同一时间点敲击某个单元时可以根据输出的图像看到这个单元所对应的通道的数据在0.4～0.8s内其电阻变化率为61.2％～127.7％的明显又快速的响应，而其他通道的电阻数值依然保持原状态小范围内漂移波动。

实施例3

(1)采用热膨胀-超声联合法制备所需石墨烯；具体制备方法，将0.5g可膨胀石墨进行热膨胀，热膨胀温度700℃，热膨胀后，以丙酮为溶剂，超声振荡2小时，去除丙酮，得到石墨烯；

(2)以正己烷为溶剂，通过溶剂共振法将制得的石墨烯与基本组分PDMS混合均匀，得到混合试剂A；其中，石墨烯占混合试剂A质量分数为4％；

(3)按照质量比，基本组分PDMS：NaCl＝2：1的质量比例，将混合试剂A和5gNaCl通过机械混合法混合均匀，添加3g正己烷调节稀释度，所用NaCl为低温行星球磨法制得；其温度为-20℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝20:1，公转速度为500r/min，自转速度为公转速度的2倍，得到的NaCl粒径为75～100μm，粒径占比≥80％；

(4)将固化剂加入混合试剂B中，按质量比PDMS：固化剂＝10:1使用自动涂膜机进行控制厚度涂膜，并置于120℃烘箱固化，再将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜用铲刀从聚四氟乙烯不沾板上小心缓慢铲下，将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜放入室温下盛有浓硫酸的容器中浸泡20～60秒取出后，水洗残余浓硫酸并烘干，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

(5)将所得的膜采用激光切割机进行30mm×30mm六等份切割得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元根据多通道柔性阵列式传感器的布局方式进行布控，然后每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的两根导线通过导电银浆固化连接，最后裁剪PU薄膜将六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元包裹成间隔为30mm的阵列，得到多通道柔性阵列式传感器。

通过对制备的多通道柔性阵列式传感器测试，响应时间为0.73s，孔隙率为54％，孔径为99.4μm。

将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和Fluke全能型数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。

实施例4

(1)采用热膨胀-超声联合法制备所需石墨烯；具体制备方法，将0.5g可膨胀石墨进行热膨胀，热膨胀温度700℃，热膨胀后，以丙酮为溶剂，超声振荡2小时，去除丙酮，得到石墨烯；

(2)以正己烷为溶剂，通过溶剂共振法将制得的石墨烯与基本组分PDMS混合均匀，得到混合试剂A；其中，石墨烯占混合试剂A质量分数为6％；溶剂共振法为采用超声仪振荡，振荡频率为40kHz，温度控制在≤40℃，超声时间为60min。

(3)按照质量比，基本组分PDMS：NaCl＝5：7的质量比例，将混合试剂A和NaCl通过机械混合法混合均匀，添加3g正己烷调节稀释度，所用NaCl为低温行星球磨法制得；其温度为-15℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝40:1，公转速度为300r/min，自转速度为公转速度的2倍，得到的NaCl粒径为75～100μm，粒径占比≥80％；

(4)将固化剂加入混合试剂B中，按质量比PDMS：固化剂＝10:1使用自动涂膜机进行控制厚度涂膜，并置于100℃烘箱固化，再将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜用铲刀从聚四氟乙烯不沾板上小心缓慢铲下，将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜放入室温下盛有浓硫酸的容器中浸泡20～60秒取出后，水洗残余浓硫酸并烘干，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

(5)将所得的膜采用激光切割机进行六等份切割得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元根据多通道柔性阵列式传感器的布局方式进行布控，然后每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的两根导线通过导电银浆固化连接，最后裁剪PU薄膜将六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元包裹成间隔为20mm的阵列，得到多通道柔性阵列式传感器。

通过对制备的多通道柔性阵列式传感器测试，响应时间为0.55s，孔隙率为66.8％，孔径为87μm。

将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和Fluke全能型数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。

实施例5

(1)采用热膨胀-超声联合法制备所需石墨烯；具体制备方法，将0.5g可膨胀石墨进行热膨胀，热膨胀温度700℃，热膨胀后，以丙酮为溶剂，超声振荡2小时，去除丙酮，得到石墨烯；

(2)以正己烷为溶剂，通过溶剂共振法将制得的石墨烯与基本组分PDMS混合均匀，得到混合试剂A；其中，石墨烯占混合试剂A质量分数为4.5％；

(3)按照质量比，基本组分PDMS：NaCl＝5：4的质量比例，将混合试剂A和NaCl通过机械混合法混合均匀，添加3g正己烷调节稀释度，所用NaCl为低温行星球磨法制得；其温度为-15℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝30:1，公转速度为400r/min，自转速度为公转速度的2倍，得到的NaCl粒径为75～100μm，粒径占比≥80％；

(4)将固化剂加入混合试剂B中，按质量比PDMS：固化剂＝10:1使用自动涂膜机进行控制厚度涂膜，并置于110℃烘箱固化，再将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜用铲刀从聚四氟乙烯不沾板上小心缓慢铲下，将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器薄膜放入室温下盛有浓硫酸的容器中浸泡20～60秒取出后，水洗残余浓硫酸并烘干，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

(5)将所得的膜采用激光切割机进行六等份切割得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元根据多通道柔性阵列式传感器的布局方式进行布控，然后每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的两根导线通过导电银浆固化连接，最后裁剪PU薄膜将六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元包裹成间隔为20mm的阵列，得到多通道柔性阵列式传感器。

通过对制备的多通道柔性阵列式传感器测试，其响应时间为0.79s，孔隙率为53.2％，孔径为91.1μm。

将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和Fluke全能型数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。

对比例1

一种多通道柔性阵列式传感器的制备方法，同实施例1，不同之处在于：

本实施例采用的NaCl即为常规分析纯NaCl颗粒，其粒径为150μm，粒径分布为70％；

通过本对比例制备的多通道柔性阵列式传感器，进行金属件受力监测分析，由于孔洞较大，传感器响应较为不明显，具有较高迟滞性。

对比例2

一种多通道柔性阵列式传感器的制备方法，同实施例1，不同之处在于：

本实施例采用的NaCl比例为PDMS：NaCl＝10：3；

通过本对比例制备的多通道柔性阵列式传感器，进行金属件受力监测分析，由于孔结构太少，和传统柔性传感器相近，响应微弱，且迟滞性高。

对比例3

一种多通道柔性阵列式传感器的制备方法，同实施例1，不同之处在于：

石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的间隔距离为5mm和40mm，通过本对比例制备的多通道柔性阵列式传感器，进行金属件受力监测分析，由于间隔距离过近导致单元之间响应不易于分辨，间隔距离太远阵型过于松散，与六个传统传感器并没有明显区别无意义。

Claims (10)

1.一种多通道柔性阵列式传感器，其特征在于，其包括多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元、PU薄膜和导线，每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元由导电银浆固化连接有两条导线，将多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元按矩形矩阵排列，并由PU薄膜固定。

2.根据权利要求1所述的多通道柔性阵列式传感器，其特征在于，所述的多个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元至少为六个，每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元为(20～30)mm×(20～30)mm的矩形，厚度为1～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的多通道柔性阵列式传感器，其特征在于，矩形矩阵中，相邻两个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的间距为10～30mm。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的多通道柔性阵列式传感器，其特征在于，所述的多通道柔性阵列式传感器能够实现在0.4～0.8s内其电阻变化率为61.2％～127.7％的明显又快速响应，其孔隙率≥50％，孔径≤100μm。

5.一种多通道柔性阵列式传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：

将石墨烯和PDMS混合均匀，得到混合试剂A；

步骤2：

将混合试剂A和微米级NaCl混合均匀，并加入正己烷，得到混合试剂B；其中，按质量比，混合试剂A中的PDMS：微米级NaCl＝10：(5～14)；微米级NaCl的粒径为75～100μm；粒径占比≥80％；

步骤3：

向混合试剂B中加入PDMS固化剂，得到混合物料；

将混合物料进行涂膜，并固化，得到石墨烯/PDMS柔性传感器；

将固化后的石墨烯/PDMS柔性传感器浸入浓硫酸中进行酸浸腐蚀，清洗、干燥后，得到石墨烯/PDMS多孔柔性传感器；

步骤4：

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器进行切割，得到六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元；

将石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元根据多通道柔性阵列式传感器的布局方式进行布控，然后每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元的两根导线通过导电银浆固化连接，最后裁剪PU薄膜将六个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元包裹成间隔为10～30mm的阵列，得到多通道柔性阵列式传感器。

6.根据权利要求5所述的多通道柔性阵列式传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，石墨烯采用热膨胀-超声联合法制得。

7.根据权利要求5所述的多通道柔性阵列式传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，混合均匀采用溶剂共振法，采用的溶剂为正己烷，其工艺参数为超声振荡，振荡频率为35～40kHz，温度控制在≤40℃，超声时间为30～60min。

8.根据权利要求5所述的多通道柔性阵列式传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，其中，石墨烯占混合试剂A的质量百分比为4％-6％。

9.根据权利要求5所述的多通道柔性阵列式传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，微米级NaCl采用低温行星球磨法制得，其工艺参数：温度为-15～-20℃，球料质量比为，研磨球：NaCl＝(20～40):1，公转速度为300～500r/min，自转速度为公转速度的2倍。

10.权利要求1～3任意一项所述的多通道柔性阵列式传感器的监测曲面金属件受力方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多通道柔性阵列式传感器贴合在曲面金属件上，并将多通道柔性阵列式传感器和数据采集器连接，根据每个石墨烯/PDMS多孔柔性传感器单元输出的电阻曲线变化，监测曲面金属件的受力变化。

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