CN211178806U

CN211178806U - 一种布状传感器

Info

Publication number: CN211178806U
Application number: CN201921795647.2U
Authority: CN
Inventors: 王贺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2029-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种布状传感器，包括第一导电布与第二导电布，且第一导电布与第二导电布平行设置；电极，包括第一电极与第二电极，分别设于所述第一导电布与第二导电布的相对面，且第一电极与第二电极的正投影至少部分重合；保护层，保护层包覆所述导电布；包括第一保护层与第二保护层，第一保护层与第二保护层的相对面均设有电极安装位，电极设置于电极安装位；隔离层，设于第一保护层与所述第二保护层之间，且隔离层开设通孔，在受力状态下，保护层与导电布往相对方向位移产生形变，使第一电极与第二电极在通孔内接触。本实用新型将电极直接固定于导电布，由保护层包覆，结构简单，通用性高，制造成本低，节能环保。

Description

一种布状传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种布状传感器。

背景技术

近年来，在医疗各领域中，触觉感测的重要性急速扩大。在汽车领域中，压敏元件内置于座椅，在搭乘者坐上座位，对压敏元件施加在固定在一定数值以上的负荷。通过压敏元件检测搭乘者的存在，以敦促其系上安全带。

现有的压敏传感器通常都使用银浆作为导电材料，但银浆以及与银浆配合使用的基材PET膜在压敏传感器受到压力的情况下，容易断裂、老化或者失效。且银浆的成本较高，且制作印刷的环境会对环境造成污染。另外不同座椅设置此类压敏传感器，需要分别定制其适配的压敏传感器，开发周期长，无法大规模批量生产。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种布状传感器，将电极直接固定于导电布，由保护层包覆，结构简单，制造成本低，可大规模批量生产。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种布状传感器，包括

导电布，包括第一导电布与第二导电布，且所述第一导电布与第二导电布平行设置；

电极，包括第一电极与第二电极，分别设于所述第一导电布与第二导电布的相对面，且第一电极与第二电极的正投影至少部分重合；

保护层，所述保护层包覆所述导电布；包括第一保护层与第二保护层，所述第一保护层与所述第二保护层的相对面均设有电极安装位，电极设置于所述电极安装位；

隔离层，设于所述第一保护层与所述第二保护层之间，且所述隔离层开设通孔，在受力状态下，所述保护层与导电布往相对方向位移产生形变，使第一电极与第二电极在所述通孔内接触。

进一步地，所述保护层由导电布的外侧向所述第一导电布与第二导电布的相对面渗透形成。

进一步地，所述保护层非完全包裹所述电极，在所述电极下表面形成非均匀凹凸结构，所述电极至少部分显露于所述保护层外表面；受力状态下，所述保护层与导电布往相对方向位移产生形变，显露于所述保护层外表面的所述第一电极与第二电极接触。

进一步地，所述导电布的长度大于所述保护层的长度，且所述导电布两端均沿水平方向显露于所述保护层外。

进一步地，所述保护层呈圆形或矩形，所述隔离层沿所述保护层外围设置，呈环状。

进一步地，所述隔离层覆盖所述电极的外圆周。

进一步地，所述第一保护层与第二保护层均包括内板与外板，所述导电布位于所述内板与外板之间，所述内板的几何中心设有所述电极安装位，且所述电极显露于所述内板外表面。

进一步地，所述电极与所述导电布结合的区域具有通孔，与所述隔离层的排气通道连通。

进一步地，所述隔离层采用双面胶带，所述导电布采用网格的纳米级导电纤维材料。

进一步地，所述保护层使用树脂材料或涂层材料，所述电极为导电碳浆。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了一种布状传感器，将电极直接设置于导电布，保护层包覆于导电布，隔离层设置于保护层之间，将第一电极与第二电极隔离，在布状传感器受力状态下，第一电极与第二电极接触并导通。本实用新型结构简单，利用导电布可以在受力状态下产生形变，具有通用性，制造成本低，避免了传统压敏传感器中采用银浆导电、需定制而导致成本昂贵、环境污染等问题。

附图说明

图1为本实用新型所提供实施例的竖直方向截面示意图；

图2为本实用新型所提供实施例的受力情况下的竖直方向截面示意图；

图3为本实用新型所提供实施例的水平方向截面示意图；

图中：1、电极；11、第一电极；12、第二电极；2、导电布；21、第一导电布；22、第二导电布；3、保护层；31、第一保护层；311、内板；312、外板；32、第二保护层；4、隔离层；41、通孔；5、排气通道。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种布状传感器，包括导电布2，包括第一导电布21与第二导电布22，且所述第一导电布21与第二导电布22平行设置；电极1，包括第一电极11与第二电极12，分别设于所述第一导电布21与第二导电布22的相对面，且第一电极11与第二电极12的正投影至少部分重合；保护层3，所述保护层3包覆所述导电布2；包括第一保护层31与第二保护层32，所述第一保护层31与所述第二保护层32的相对面均设有电极安装位，电极1设置于所述电极安装位；隔离层4，设于所述第一保护层31与所述第二保护层32之间，且所述隔离层4开设通孔41，在受力状态下，所述保护层3与导电布2往相对方向位移产生形变，使第一电极11与第二电极12在所述通孔41内接触。

本实用新型直接将电极1直接设置于导电布2，保护层3包覆于导电布2，隔离层4设置于保护层3之间，将第一电极11与第二电极12隔离，在布状传感器受力状态下，第一电极11与第二电极12接触并导通。本实用新型结构简单，利用导电布2与保护层3可以在受力状态下产生形变，适用于多种场景，通用性高，避免了传统传感器中采用银浆与碳浆导电、需根据不同应用场景定制而导致成本昂贵、环境污染等问题。

具体的，如图1所示，所述第一电极11设置于第一导电布21，第二电极12设置于所述第二导电布22，且所述第一导电布21与第二导电布22平行设置。电极1使用导电碳浆，印刷于导电布2的相对面。在制作过程中，碳浆加热，与导电布2结合，可渗透至导电布2的外侧。待其冷却后，电极1与导电布2结合牢固，不宜脱落。在布状传感器受力的情况下，导电布2发生形变，电极1的相对面接触，从而导通。在导电布2连接外部电源的情况下，外加电场辅助作用下不会发生剧烈的位置变化，且不会直接的整体接触，改善传感器输出性能。

为保护导电布2与电极1，本布状传感器还设置有具有弹性的保护层3。保护层3包覆于导电布2外，且保持第一保护层31与第二保护层32平行设置。导电布2的长度大于所述保护层3的长度，且导电布2的两端均显露于所述保护层3外，供连接外部电源，将本布状传感器的所检测的压力信号传输至外部。

第一保护层31与第二保护层32的相对面均设置有电极安装位，第一电极11位于所述第一保护层31的电极安装位，第二电极12位于所述第二保护层32的电极安装位中。保护层3可以通过模具一体成型，但需要将导电布2放置于保护层3中间的间隙中，需要耗费较大的人力与物力。另一种可行的实施方式，是将保护层分设成内板311与外板312，内板311设置于所述第一保护层31与

第二保护层32的内侧，均设置有电极安装位。在安装过程中，将导电布2固定于外板312后再盖设内板311。这样设置，避免了需要将导电布2的重新布设于保护层3间隙的问题。

而在本实施例中，保护层3是将加热后的液态树脂材料由导电布的外侧向所述第一导电布21与第二导电布22的相对面渗透形成。待树脂材料冷却凝固后，在导电布的内侧与外侧分别形成保护层的内板与外板。这样设置使得保护层与网格状的导电布的结合牢固，不会轻易脱落。如图1所示，保护层由外向内渗透，非完全包裹电极1，在电极1的外表面形成非均匀凹凸结构；另外一种情况是，保护层由外向内渗透，部分渗透过电极1并在其外表面形成非均匀凹凸结构，在非受力状态下，电极1至少部分显露于所述保护层的外表面。如图2所示，在受力状态下，保护层3与导电布2往相对方向位移产生形变，显露于保护层外表面的电极1接触、导通。当外加的力撤回，则保护层3与导电布2回弹，恢复正常形态。

另外，本布状传感器可设置于汽车座椅下，为了使使用者坐上座椅后无异物感，保护层3采用绝缘的树脂材料或涂层材料，在增加保护层3弹性的同时，保护层3的防渗透性、防水性、耐磨性、绝缘性得到保障。保护层3与导电布2配合使用，使得本布状传感器具有一定弹性且通用性高，可适用于多种应用场景。

在不受力的情况下，第一电极11与第二电极12处于分离状态，在第一保护层31与第二保护层32的内板311之间设置有隔离层4。隔离层4的上表面与第一保护层31的内板311接触，下表面与第二保护层32的内板311接触。保护层3可呈圆形、矩形或其他形状，而隔离层4的形状与保护层3相适配，沿着保护层3的外围设置，在隔离层4的中间形成一通孔41。所述通孔41与所述电极安装位的正投影重合，供设置于电极安装位的第一电极11与第二电极12在通孔41内接触，同时通孔的孔径大小可以调节电极间的接触面积从而使得传感器在一定压力情况下才能接通工作。在本实施例中，隔离层4采用以PET为基材的双面胶带的绝缘材料形成。

隔离层4还设置有通孔41和排气通道5，排气通道5的另一端连接大气层。这种传感结构，即通孔41和排气通道5，可以设置多个。即多个传感单元，并通过排气通道5相连，布状传感器在受力状态下产生形变将通孔内的空气排出，外力撤出时，外部空气返回通孔41，电极处于不接通状态。为了使电极1与导电布2的结构牢固，电极1完整的收纳于电极安装位中，隔离层4覆盖所述电极安装位1的外圆周。

本实用新型所提供的布状传感器，将电极1直接设置于导电布2上，并设置保护层3与隔离层4使第一电极11与第二电极12之间存在间隙。在受力状态下，导电布2与保护层3发生弹性形变，使第一电极11与第二电极12靠近直至接触，布状传感器导通，从而传输信号至外部处理器。经过测试，本布状传感器在25℃状态下，保护层粘度小于90000M Pa.s，水汽渗透小于15g.mm/m².day(ASTM E96)，在24小时后的水吸收小于0.8％，介电强度大于2000V/mil，在硬度计测试中，硬度大于20邵氏D型，延伸率大于20％。本实用新型结构简单且通用性高，无需使用银、铜等贵金属材料，节省成本、缩短开发周期，不会在制造过程中对环境造成污染。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种布状传感器，其特征在于，包括

2.如权利要求1所述的一种布状传感器，其特征在于，所述保护层由导电布的外侧向所述第一导电布与第二导电布的相对面渗透形成。

3.如权利要求2所述的一种布状传感器，其特征在于，所述保护层非完全包裹所述电极，在所述电极下表面形成非均匀凹凸结构，所述电极至少部分显露于所述保护层外表面；受力状态下，所述保护层与导电布往相对方向位移产生形变，显露于所述保护层外表面的所述第一电极与第二电极接触。

4.如权利要求3所述的一种布状传感器，其特征在于，所述导电布的长度大于所述保护层的长度，且所述导电布两端均沿水平方向显露于所述保护层外。

5.如权利要求3所述的一种布状传感器，其特征在于，所述保护层呈圆形或矩形，所述隔离层沿所述保护层外围设置。

6.如权利要求3所述的一种布状传感器，其特征在于，所述隔离层覆盖所述电极的外圆周。

7.如权利要求3所述的一种布状传感器，其特征在于，所述第一保护层与第二保护层均包括内板与外板，所述导电布位于所述内板与外板之间，所述内板的几何中心设有所述电极安装位，且所述电极显露于所述内板外表面。

8.如权利要求1所述的一种布状传感器，其特征在于，所述电极与所述导电布结合的区域具有通孔，与所述隔离层的排气通道连通。

9.如权利要求1所述的一种布状传感器，其特征在于，所述隔离层采用双面胶带，所述导电布采用网格的纳米级导电纤维材料。

10.如权利要求1所述的一种布状传感器，其特征在于，所述保护层使用树脂材料或涂层材料，所述电极为导电碳浆。