[发明专利]压力传感器结构及其制备方法

说明书

本申请的压力传感器结构包括磁性柱状体、第一导电线圈层与第二导电线圈层；第一导电线圈层设置在磁性柱状体的高度方向上的一侧，第二导电线圈层设置在磁性柱状体的高度方向上的另一侧，磁性柱状体具有柔性。本申请的压力传感器结构的制备方法：提供一磁性柱状体、第一导电线圈层和第二导电线圈层，磁性柱状体具有柔性；将第一导电线圈层组装至磁性柱状体的高度方向上的一侧，将第二导电线圈层组装至磁性柱状体的高度方向上的另一侧，得到压力传感器结构。本申请的磁性柱状体设置在第一导电线圈层与第二导电线圈层之间，外部压力作用改变磁性柱状体的伸缩状态时，磁性柱状体产生的磁场强度变化，使导电线圈层产生感应电流，实现了自供电压力感应。

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种压力传感器结构及其制备方法。

背景技术

压力传感器是一种工业中常见的传感器，广泛应用于各种工业自控环境。近年来发展起来的柔性压力传感器，进一步扩展了压力传感器的应用范围。由于其特有的柔性，可以更好的与人体贴合，因此可以更好的监测人体在活动中的健康指标，例如心跳、脉搏、呼吸和躯体动作；此外，微型柔性压力传感器也可以更好的植入人体，检测胸腔、血管压力变化，为人类健康保驾护航。除了压电式压力传感器，目前所发展的柔性压力传感器在工作时都需要外部电能输入，这就大大限制了其使用场景和使用寿命。因此，实现压力传感器的自供电对于压力传感器的广泛应用至关重要，这正逐渐成为该领域现在和未来的主要研究方向。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种压力传感器结构及其制备方法，压力传感器结构可实现自供电的压力感应。

为解决上述技术问题，本申请提供一种传感器结构，包括磁性柱状体、第一导电线圈层与第二导电线圈层；所述第一导电线圈层设置在所述磁性柱状体的高度方向上的一侧，所述第二导电线圈层设置在所述磁性柱状体的高度方向上的另一侧，所述磁性柱状体具有柔性。

可选地，所述磁性柱状体呈圆柱体状，所述磁性柱状体的半径为20μm～5000μm，高度为20μm～5000μm。

可选地，所述磁性柱状体为多孔结构。

可选地，所述第一导电线圈层沿所述磁性柱状体的高度方向的投影与所述第二导电线圈层重合。

可选地，所述第一导电线圈层和所述第二导电线圈层分别包括衬底与金属线圈，所述金属线圈设置在所述衬底的至少一侧表面，所述金属线圈呈平面螺旋状。

可选地，所述衬底的两侧表面均设有所述金属线圈，位于所述衬底的朝向所述磁性柱状体一侧的金属线圈环绕所述磁性柱状体设置。

可选地，所述金属线圈的线宽为10μm～500μm，圈数为50～10000。

本申请还提供一种传感器结构的制备方法，包括以下步骤：

a.提供一磁性柱状体、第一导电线圈层和第二导电线圈层，所述磁性柱状体具有柔性；

b.将所述第一导电线圈层组装至所述磁性柱状体的高度方向上的一侧，将所述第二导电线圈层组装至所述磁性柱状体的高度方向上的另一侧，得到压力传感器结构。

可选地，所述a步骤中，提供一磁性柱状体，包括：

将柔性高分子材料的预聚物与固化剂混合，得到第一混合物；

将所述第一混合物、硬磁性颗粒材料和水溶性无机盐颗粒混合，得到第二混合物；

将所述第二混合物置于柱状模具中固化塑形，得到柔性的柱状体；

除去所述水溶性无机盐颗粒，得到多孔的所述柱状体；

磁化所述柱状体，得到柔性的磁性柱状体。

可选地，所述a步骤中，提供第一导电线圈层或第二导电线圈层，包括：