[发明专利]一种基于柔性压电传感技术的表面阻抗识别方法和装置

权利要求书

1.一种基于柔性压电传感技术的表面阻抗识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

将阻抗识别系统固定于待测表面，所述阻抗识别系统包括电极、与所述电极连接的电致变形模块、位于所述电致变形模块下方的绝缘层、位于所述绝缘层下方的传感器模块以及位于所述电致变形模块上方的硬质材料；

为所述电致变形模块通电以致使所述电致变形模块变形，所述绝缘层将所述电致变形模块变形所引起的载荷传递到所述传感器模块，并且所述载荷被进一步传递到所述待测表面，引起所述传感器模块的输出的电信号差别；

由连接到所述传感器模块的上下电极的电学设备测量所述电信号差别，并且根据所述电信号差别来识别所述待测表面的阻抗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器模块中与所述待测表面相接触的一侧为平板式结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器模块中与所述待测表面相接触的一侧带有微结构，所述微结构包括锥形、半球形、柱形或者球壳结构。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个所述阻抗识别系统被布置为柔性识别阵列，各个所述阻抗识别系统之间以S型导线或者分型导线连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬质材料为模量大于200GPa的绝缘陶瓷或绝缘晶体，厚度为50-200μm；

和/或，所述电致变形模块为压电陶瓷或压电晶体，厚度为50～200μm；

和/或，所述电极材料为铜箔、金箔或银箔，厚度为0.5～10μm；

和/或，所述绝缘层为绝缘陶瓷材料，厚度为5～30μm；

和/或，所述传感器模块为电阻式压力传感器、电容式压力传感器或压电式压力传感器。

6.一种基于柔性压电传感技术的表面阻抗识别装置，其特征在于，包括：

阻抗识别系统固定模块，用于将阻抗识别系统固定于待测表面，所述阻抗识别系统包括电极、与所述电极连接的电致变形模块、位于所述电致变形模块下方的绝缘层、位于所述绝缘层下方的传感器模块以及位于所述电致变形模块上方的硬质材料；

电致变形模块加电模块，用于为所述电致变形模块通电以致使所述电致变形模块变形，所述绝缘层将所述电致变形模块变形所引起的载荷传递到所述传感器模块，并且所述载荷被进一步传递到所述待测表面，引起所述传感器模块的输出的电信号差别；以及

阻抗识别模块，用于由连接到所述传感器模块的上下电极的电学设备测量所述电信号差别，并且根据所述电信号差别来识别所述待测表面的阻抗。

7.一种阻抗识别系统，其特征在于，包括：

电极；

与所述电极连接的电致变形模块；

位于所述电致变形模块下方的绝缘层；

位于所述绝缘层下方的传感器模块；以及

位于所述电致变形模块上方的硬质材料。

8.根据权利要求7所述的阻抗识别系统，其特征在于，所述传感器模块中与所述待测表面相接触的一侧为平板式结构；和/或，

所述传感器模块中与所述待测表面相接触的一侧带有微结构，所述微结构包括锥形、半球形、柱形或者球壳结构。

9.根据权利要求7所述的阻抗识别系统，其特征在于，所述硬质材料为模量大于200GPa的绝缘陶瓷或绝缘晶体，厚度为50-200μm；

和/或，所述电致变形模块为压电陶瓷或压电晶体，厚度为50～200μm；

和/或，所述电极材料为铜箔、金箔或银箔，厚度为0.5～10μm；

和/或，所述绝缘层为绝缘陶瓷材料，厚度为5～30μm；

和/或，所述传感器模块为电阻式压力传感器、电容式压力传感器或压电式压力传感器。

10.根据权利要求7所述的阻抗识别系统，其特征在于，多个所述阻抗识别系统被布置为柔性识别阵列，各个所述阻抗识别系统之间以S型导线或者分型导线连接。