[发明专利]一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器及其组装方法和应用

权利要求书

1.一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述传感器包括支撑平台（4）、倾斜悬臂梁（1）、导电纳米粒子点阵（3）、导电微电极（2）和电导测量外电路（5）；其中，倾斜悬臂梁（1）固定在支撑平台（4）上，并与支撑平台（4）之间呈一定夹角；至少一组导电纳米粒子点阵（3）沉积于倾斜悬臂梁（1）正反表面一一对应的相同位置；导电微电极（2）设于各组导电纳米粒子点阵（3）的两侧，在倾斜悬臂梁（1）的正反表面对称分布；电导测量外电路（5）与导电微电极（2）电连接；正反表面纳米粒子点阵（3）的导电能力会随着吹响倾斜悬臂梁（1）的气流方向、压力以及温度的不同呈现出可区分的响应趋势，通过电导测量外电路（5）同步测量处于倾斜悬臂梁（2）正反表面的导电纳米粒子点阵（3）的电导变化，正反表面的导电纳米粒子点阵（3）的电导变化率随温度变化有同幅度的变化；气流压力作用于倾斜悬臂梁会造成悬臂梁弯曲，正反表面的导电纳米粒子点阵（3）的电导随气流压力变化呈趋势相反的变化；切换气体流向，同一面内的导电纳米粒子点阵（3）的电导变化趋势与气体流向切换前相反，以此同步测量气流压力与气流温度，判断气流方向。

2.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，支撑平台（4）的材料选择聚合物薄膜或金属夹具，聚合物薄膜包括聚二甲基硅氧烷或硬质塑料，金属夹具包括不锈钢或铜。

3.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述倾斜悬臂梁（1）衬底为绝缘薄膜，其电阻率≥10⁹ Ω·m，弹性模量为100 kPa-4000MPa，厚度为0.05 mm-1 mm，其材质包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氨酯、云母或氧化铝。

4.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述导电纳米粒子点阵（3）材质为金、银、钯、铂、铬、铝或者氧化铟锡，粒子的平均尺寸为5-30 nm，相邻粒子间的平均间隙为0.1-5 nm，导电纳米粒子点阵（3）覆盖率为30-90%；电子在粒子间的传输方式为量子隧穿或跳跃，每个点阵的电阻≥10 kΩ。

5.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，导电微电极（2）为叉指电极、平行电极或螺旋电极，材质为金、银、铜、铁或铝，电极厚度为100-300 nm，两极间宽度为4 µm-300 µm；

所述电导测量外电路（5）采集频率为1-2000 Hz，与导电微电极（2）通过直径为10-100µm的漆包线连接。

6.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述传感器的测量温度范围为-20~70 ℃。

7.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述传感器的测量气流压力范围为0.5-1000 Pa。

8.如权利要求1所述的一种可同步测量气流压力与气流温度的柔性传感器，其特征在于，所述传感器能够判断气体正向流动或反向流动。