[发明专利]使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器的方法

说明书

本发明公开了使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器的方法，首先将热敏感疏水弹性高分子材料切割形成与电极的压电材料形状大小相同的镂空部分，将热敏感疏水弹性高分子材料放置于两电极之间，加热使高分子材料熔化的同时将两电极向中间施压进而实现电极的稳定固化。该方法有如下优点：(1)改进了传统压电传感设备的封装方法，使设备更稳定；(2)多样化设计打破了单一的设备结构，使应用更加广泛；(3)切割和低温热压封装方案易于进行规模化加工/生产。本发明首次利用热敏感疏水弹性高分子材料的固有特征，实现了电极的封装与隔绝，得到稳定多样的压电结构，本发明方便快捷、方法简单、适用于各种绝缘封装，加热粘接领域。

技术领域

本发明属于传感器组装领域，具体涉及一种使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器设备的方法。

背景技术

近几年，压力采集技术应用于可穿戴领域构建可穿戴压力传感器得到广泛的关注。压力采集系统在机器人系统，电子皮肤，复健设备和可穿戴医疗器械等方面有着广阔的应用潜力。迄今为止，压力传感检测系统，按照传感器种类来分类，可以分为电容式、压阻式和压电式。其中压阻传感器具有形变范围大、工艺简单、成本低廉等优势，所以目前的压力采集与分析系统多采用压阻传感器。

压阻传感器是根据在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，将微小外力变化转化为电信号进行分析检索的系统。这方面的研究也日渐成熟，检测灵敏度不断提高，例如Yunsik Joo等人将银纳米线嵌入PDMS中构建了压电设备进行手指按压并设计矩阵测试，但是，实验过程较为复杂，在实际应用中受到限制。随着可穿戴电子设备研究的不断深入，逐渐出现以纤维织物为基底的压电电阻设备，例如Yong Wei等人通过浸泡方法将银纳米线修饰在棉纤维的表面构建压电传感设备，并进行了灵敏度和人体关节弯曲的响应测试，然而，电极组装采用边缘粘合，组装粗糙，从而使设备的稳定性有所降低。

针对现有技术的问题，有必要对电极组装方法进行改进，避免现有的组装粗糙进而影响设备的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器的方法。通过所述方法可以实现传感器结构的多样化设计，并且使设备更稳定。

为实现上述发明目的，具体提供了如下技术方案：

使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器的方法，首先将热敏感疏水弹性高分子材料切割形成与电极的压电材料形状大小相同的镂空部分，将热敏感疏水弹性高分子材料放置于两电极之间，加热使高分子材料熔化的同时将两电极向中间施压进而实现电极的稳定固化。

优选的，所述热敏感疏水弹性高分子材料为封口膜。

优选的，所述热敏感疏水弹性高分子材料为聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚苯乙烯薄膜。

优选的，所述多样化压电传感器为单个或矩阵式的。

优选的，使用热敏感疏水弹性高分子材料封装多样化压电传感器的方法，包括如下步骤：

1)电极印刷：在可穿戴纤维基底上依次印刷0.2cm*2cm的长条银电极作为导线和直径为1cm的圆形银纳米线作为压电材料，长条银电极与压电材料接触，分别制作两片；

2)热敏感疏水弹性高分子材料的切割：将热敏感疏水弹性高分子材料进行切割，使材料形成与压电材料形状大小相同的镂空部分；

3)电极组装：将两片印刷好的电极面对面组装，两个长条银电极方向相反，裁剪好的热敏感疏水弹性高分子材料放于中间，镂空部分与压电材料相对，将组装好的电极放置于两片玻璃片之间固定，然后加热使高分子材料熔化进而实现电极的稳定固化。

优选的，步骤2)所述热敏感疏水弹性高分子材料为封口膜，步骤3)所述加热方式为真空干燥箱，加热温度为100℃。