[发明专利]一种柔性可拉伸应变传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性可拉伸应变传感器，其特征在于，包括柔性基底(1)、共面波导传输线(2)、第一缝隙阶跃阻抗谐振器(3)和第二缝隙阶跃阻抗谐振器(4)，其中：

所述共面波导传输线(2)、第一缝隙阶跃阻抗谐振器(3)和第二缝隙阶跃阻抗谐振器(4)均设置在所述柔性基底(1)上；

所述共面波导传输线(2)整体外轮廓与所述柔性基底(1)相同，其包括信号传输线(2-1)、第一地线(2-2)和第二地线(2-3)，其中，所述信号传输线(2-1)位于所述柔性基底(1)中部，其两端设置有接头；所述第一地线(2-2)和第二地线(2-3)平行且对称设置在所述信号传输线(2-1)两侧，且所述第一地线(2-2)、第二地线(2-3)与所述信号传输线(2-1)间均设有开槽(2-4)；

所述第一缝隙阶跃阻抗谐振器(3)包括第一方块(3-1)和第二方块(3-2)，所述第一方块(3-1)为所述第一地线(2-2)内的凹槽，所述第二方块(3-2)为所述第一地线(2-2)上连接所述第一方块(3-1)和开槽(2-4)的凹槽；

所述第二缝隙阶跃阻抗谐振器(4)包括第三方块(4-1)和第四方块(4-2)，所述第三方块(4-1)为所述第二地线(2-3)内的凹槽，其与所述第一方块(3-1)大小相同，且与所述第一方块(3-1)相对于所述信号传输线(2-1)对称；所述第四方块(4-2)为所述第二地线(2-3)上连接所述第三方块(4-1)和开槽(2-4)的凹槽，其与所述第二方块(3-2)大小不同；

所述柔性基底(1)为聚二甲基硅氧烷薄膜；所述共面波导传输线(2)采用石墨烯导电浆料制成。

2.如权利要求1所述的柔性可拉伸应变传感器，其特征在于，所述柔性基底(1)厚度为50μm～150μm。

3.如权利要求2所述的柔性可拉伸应变传感器，其特征在于，所述柔性基底(1)厚度为80μm～120μm。

4.如权利要求1所述的柔性可拉伸应变传感器，其特征在于，所述共面波导传输线(2)厚度为20μm～40μm。

5.如权利要求1-4任一项所述的柔性可拉伸应变传感器，其特征在于，所述信号传输线(2-1)宽度为1mm～3mm，所述第一地线(2-2)和第二地线(2-3)的宽度为5mm～10mm。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的柔性可拉伸应变传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1将柔性基底(1)固定在硅片上，采用丝网印刷方法在柔性基底(1)上印刷形成共面波导传输线(2)、第一缝隙阶跃阻抗谐振器(3)和第二缝隙阶跃阻抗谐振器(4)；

S2将印刷后的柔性基底(1)从硅片上剥离，在共面波导传输线(2)中的信号传输线(2-1)两端粘附接头，完成柔性可拉伸应变传感器的制备。

7.如权利要求6所述的柔性可拉伸应变传感器制备方法，其特征在于，所述S1中，将柔性基底(1)固定在硅片上时，采用未固化的聚二甲基硅氧烷与固化剂均匀混合，然后将其旋涂在硅片上并进行固化。

8.如权利要求7所述的柔性可拉伸应变传感器制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合比例为8:1～12:1。

9.如权利要求6所述的柔性可拉伸应变传感器制备方法，其特征在于，所述S1中，采用石墨烯导电浆料在柔性基底(1)上印刷共面波导传输线(2)。

10.如权利要求6所述的柔性可拉伸应变传感器制备方法，其特征在于，所述S1中，完成丝网印刷后，将印刷后的柔性基底(1)在80℃～100℃的温度下进行加热固化。