CN203629763U - 一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器 - Google Patents

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方长青
郭彦峰
张伟
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Abstract

本实用新型公开的一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器，包括用印刷有电极层柔性聚合物的薄膜封装好的包装瓶盖封口，印刷有电极层柔性聚合物的薄膜内设置有两个或两个以上气压传感器阵列单元。本实用新型柔性气压传感器的压电聚合物微柱阵列具有较高的灵敏度，可以检测到任意方向的微弱气流；柔性气压传感器可依据包装物封口形状卷曲，方便实现在线检测，解决了现有传感器检测包装密封性时灵敏度低，检测不定方向气流难的问题。

Description

一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器。
背景技术
随着人类生活水平的日益提高，药品的安全性成普遍关注的问题。药品的药效和质量直接关系到人们身体的健康安全。药品的包装环节也是保证药品质量的关键因素之一。目前药品在包装过程中急需能够在线检测其包装密封性，而在线检测的关键问题是传感元件对密封泄漏的微弱气压（一般低于100KPa）变化的高灵敏度感知。对于这种气压变化，即微弱气流的检测很难用常规技术实现。
采用常规传感器感知微弱气流存在两个问题：一是微弱气流传递的机械能极低，因而检测传感器需要具有极高的灵敏度；二是气流流动方向的不定性，因而要求检测传感器对于任意方向的气流均有较高的灵敏度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器，以解决现有传感器检测包装密封性时灵敏度低，检测不定方向气流难的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器，包括用印刷有电极层柔性聚合物的薄膜封装好的包装瓶盖封口，印刷有电极层柔性聚合物的薄膜内设置有两个或两个以上气压传感器阵列单元。
本实用新型的特点还在于，
其中的气压传感器阵列单元，包括从下至上依次设置的柔性聚合物薄膜基底层、氧化金属层和镍层，镍层上表面设置有PVDF及其共聚物的微柱，PVDF及其共聚物的微柱外包覆有金属电极层，PVDF及其共聚物的微柱内设有CNTs簇内电极。
其中的PVDF及其共聚物的微柱与镍层垂直。
其中的CNTs簇内电极设置在镍层上且与镍层垂直。
其中的柔性聚合物薄膜基底层采用硅片。
其中的氧化金属层采用SiO2或TiN。
其中的金属电极层采用铂、银或石墨烯。
本实用新型的有益效果是，柔性气压传感器的压电聚合物微柱阵列具有较高的灵敏度，可以检测到任意方向的微弱气流；柔性气压传感器可依据包装物封口形状卷曲，方便实现在线检测，解决了现有传感器检测包装密封性时灵敏度低，检测不定方向气流难的问题。
附图说明
图1是气压传感器阵列单元结构示意图；
图2是柔性气压传感器结构示意图；
图3是根据封口卷曲成型的柔性气压传感器结构示意图。
图中，1.柔性聚合物薄膜基底层，2.氧化金属层，3.镍层，4.CNTs簇内电极，5.PVDF及其共聚物的微柱，6.金属电极层，7.印刷有电极层柔性聚合物的薄膜，8.气压传感器阵列单元，9.包装瓶盖封口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型用于检测包装密封性的柔性气压传感器的结构如图3所示，包括用印刷有电极层柔性聚合物的薄膜7封装好的包装瓶盖封口9，如图2所示，印刷有电极层柔性聚合物的薄膜7内设置有多个气压传感器阵列单元8。
气压传感器阵列单元8的结构如图1所示，包括从下至上依次设置的柔性聚合物薄膜基底层1、氧化金属层2和镍层3，镍层3的上表面设置有PVDF及其共聚物的微柱5（为锥形微柱），PVDF及其共聚物的微柱5外包覆有金属电极层6，PVDF及其共聚物的微柱5内设有CNTs簇内电极4。PVDF及其共聚物的微柱5与镍层3垂直。CNTs簇内电极4设置在镍层3上且与镍层3垂直。电势的一端在镍层3，另一端为CNTs簇内电极4。
柔性聚合物薄膜基底层1采用硅片，氧化金属层2采用SiO2或TiN，PVDF的共聚物为PVDF-TrFE，金属电极层6为Pt铂、Ag银或石墨烯。
PVDF压电聚合物微柱阵列应用于压强低至1KPa的气压检测，具有更高的灵敏度；采用CNTs簇作传感器的内电极，具有较好的电荷传输功能，PVDF/CNTs柔性阵列对任意方向的气流均有较高的灵敏度。
工作时，当对包装产品施加压力差时，在有缺陷的包装封口处产生微弱气流，由于PVDF及其共聚物的微柱5是柔性的且具有压电性能，因此当其顶端由于受到气流的作用会产生变形，在其内部的CNTs簇内电极4和表面的金属电极层6的两端将产生电势，最终将包装封口处产生的气流变化转换成电信号输出，从而实现包装封口泄漏的在线检测。

Claims (7)

1.一种用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，包括用印刷有电极层柔性聚合物的薄膜（7）封装好的包装瓶盖封口（9），印刷有电极层柔性聚合物的薄膜（7）内设置有两个或两个以上气压传感器阵列单元（8）。
2.根据权利要求1所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的气压传感器阵列单元（8），包括从下至上依次设置的柔性聚合物薄膜基底层（1）、氧化金属层（2）和镍层（3），镍层（3）上表面设置有PVDF及其共聚物的微柱（5），PVDF及其共聚物的微柱（5）外包覆有金属电极层（6），PVDF及其共聚物的微柱（5）内设有CNTs簇内电极（4）。
3.根据权利要求2所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的PVDF及其共聚物的微柱（5）与镍层（3）垂直。
4.根据权利要求2所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的CNTs簇内电极（4）设置在镍层（3）上且与镍层（3）垂直。
5.根据权利要求2所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的柔性聚合物薄膜基底层（1）采用硅片。
6.根据权利要求2所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的氧化金属层（2）采用SiO2或TiN。
7.根据权利要求2所述的用于检测包装密封性的柔性气压传感器，其特征在于，所述的金属电极层（6）采用铂、银或石墨烯。
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