[实用新型]一种液态金属压力传感纤维阵列

说明书

本实用新型涉及一种液态金属压力传感纤维阵列，该液态金属压力传感纤维阵列，包括：a)柔性纤维；b)覆盖所述柔性纤维的液态金属包覆层；和c)在所述液态金属包覆层表面上的封装层。本实用新型提供的液态金属压力传感纤维阵列，针对液态金属在形变时产生的电阻变化，通过电信号可以直接反馈纤维所受到的外力和所产生的形变，能够很好的实现应力‑应变的检测，可广泛应用于柔性、传感等领域。

技术领域

本实用新型涉及传感技术领域，具体涉及一种液态金属压力传感纤维阵列。

背景技术

压力传感技术在很多领域有着重要的应用，在信息、机器人等领域有着越来越广泛的应用，目前，传感技术主要是以传感材料通过具压电功能的金属、半导体或高分子材料通过变形的方式来改变电学性能。但是成本高、精度有限，液态金属具有金属和流体的特征，在压力传感领域具有重要的应用前景，然而液态金属的表面张力很大，很难形成固定的形态或者是和其他材料产生很好的粘附性，而且尚无关于液态金属能够有效用于压力传感的相关报道。目前亟需提供一种新的柔性结构实现应力-应变的快速精确检测的传感材料。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种液态金属压力传感纤维阵列，该液态金属压力传感纤维阵列，针对液态金属在形变时产生的电阻变化，通过电信号可以直接反馈纤维所受到的外力和所产生的形变，能够很好的实现应力-应变的检测，可广泛应用于柔性、传感等领域。

本实用新型实施例提供一种液态金属压力传感纤维阵列，包括：

a)柔性纤维；

b)覆盖所述柔性纤维的液态金属包覆层；

c)在所述液态金属包覆层表面上的封装层。

本实用新型实施例提供的液态金属压力传感纤维阵列，可通过不同长度的纤维(液态金属压力传感纤维)，可以测试不同范围的力，形成阵列，增加测试范围。

本实用新型中，通过将液态金属覆盖在柔性纤维表面，通过纤维的形变改变其电阻。根据纤维应力-应变-电阻之间的关系，得出一系列对应的数值，通过电阻变化可以推断出纤维的应变(形变)和应力。

在一些优选实施例中，所述柔性纤维的直径为75～500μm。

在一些优选实施例中，所述液态金属包覆层的层厚为2～50μm。

在一些优选实施例中，所述封装层的层厚为10～30μm。

在一些优选实施例中，所示柔性纤维为PBT和PET的复合物，或，所述柔性纤维包括：纤维内芯，以及覆盖所述纤维内芯的柔性纤维层；所述液态金属包覆层覆盖所述柔性纤维的柔性纤维层。

在一些优选实施例中，所述纤维内芯为碳纤维丝或铜纤维丝。

在一些优选实施例中，所述纤维内芯的直径为20～50μm。本实用新型中，采用碳纤维作为商业碳纤维，与液态金属层共同使用能够进一步解决导电的问题，具有更好的导电性。采用表面粗糙的纤维内芯能够提高碳纤维和PET登材料的结合力。

在一些优选实施例中，所述柔性纤维层为PBT(聚对苯二甲酸四次甲基酯)和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的复合物。

在一些优选实施例中，所述柔性纤维层的层厚为20～50μm。研究发现，通过进一步采用上述各层及其层厚，具有提高柔性的作用，同时具有更好的力学性能。

在一些优选实施例中，PBT和PET的质量比为99:1～1:99，PBT和 PET的质量比优选为20:80～60:40。

在一些优选实施例中，所述液态金属为镓铟液态金属、镓铟锡液态金属或铋铟锡液态金属。

在一些优选实施例中，所述封装层为硅橡胶预聚物。