[实用新型]采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及摩擦发电技术领域，更具体地说，涉及一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆。

背景技术

压力感应电缆是一种采用同轴设计的压力传感器，同轴设计的层与层之间采用绝缘材料，当压电感应电缆被压缩或拉伸时，会发生压电效应，从而产生正比于压力的电荷或电压信号。压力感应电缆在一定的应用场合具有很多优点：由于采用同轴设计，可以达到自屏蔽的效果，使其能应用在高EMI的环境下；采用标准的同轴结合技术，它可以被做成无源的同轴电缆；由于本身的强度好，使其能应用在重型机械的轴计数上；作为线性的传感器，它能应用在大面积的监测上。现有的压力感应电缆一般由金属编织芯线、压电材料和金属外壳制成同轴结构。在制造过程中，需要将压电材料置于一个强电场中极化，制造工艺很复杂。另外，现有的压力感应电缆的灵敏度也不高。

利用摩擦电原理制造的压力感应电缆能够很好地感知外界压力并输出灵敏度较高的信号。同时采用具有微纳结构的摩擦发电机能进一步提高电缆的输出信号强度以及灵敏度。但是由于微纳结构的制备过程工艺复杂、成品率低，从而使该电缆的造价成本过高，不利于该电缆的产业化和商业化。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提出一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，用以提高产品合格率。

本实用新型提供了一种采用金属线复合材料的摩擦电压力感应电缆，包括：

支撑芯以及包裹所述支撑芯的摩擦电结构层；所述支撑芯和/或所述摩擦电结构层包括作为输出电极的结构；

所述摩擦电结构层包括形成摩擦界面的第一结构层和第二结构层；其中，所述第一结构层至少包括第一金属线层，所述第一金属线层包括第一金属线基底层和形成在所述第一金属线基底层的一侧表面上的第一金属线；和/或，所述第二结构层至少包括第二金属线层，所述第二金属线层包括第二金属线基底层和形成在所述第二金属线基底层的一侧表面上的第二金属线；

或者，所述摩擦电结构层与所述支撑芯之间形成摩擦界面，所述摩擦电结构层包括第三金属线层，所述第三金属线层包括第三金属线基底层和形成在所述第三金属线基底层的一侧表面上的第三金属线。

可选地，所述支撑芯为电极芯，所述电极芯为第一输出电极；或者，所述支撑芯包括绝缘芯以及包裹所述绝缘芯的电极层，所述电极层为第一输出电极。

可选地，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构。所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯。

可选地，所述支撑芯为绝缘芯。

可选地，所述第一结构层包括第一金属线层；或者，所述第一结构层包括由内至外依次包裹所述支撑芯的第一金属线层和第一高分子聚合物绝缘层，所述第一高分子聚合物绝缘层形成在所述第一金属线层具有第一金属线的一侧表面上，所述第一高分子聚合物绝缘层对应于所述第一金属线的位置具有凸起结构。所述第一金属线层不具有第一金属线的一侧表面紧固包裹所述支撑芯，所述第一金属线为第一输出电极。

可选地，所述第二结构层包括第二电极层，所述第二电极层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；所述第二高分子聚合物绝缘层与所述第一结构层之间形成摩擦界面，所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二金属线层和第二电极层，所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极；或者，所述第二结构层包括由内至外依次设置的第二高分子聚合物绝缘层、第二金属线层和第二电极层，所述第二高分子聚合物绝缘层形成在所述第二金属线层具有第二金属线的一侧表面，并且对应于所述第二金属线的位置具有凸起结构，所述第二高分子聚合物绝缘层具有凸起结构的一侧表面与所述第一结构层的外侧表面接触形成摩擦界面；所述第二电极层为第二输出电极。