[发明专利]一种多功能的水下柔性传感器

权利要求书

1.一种多功能的水下柔性传感器，其特征在于：

主要由第一力传导层(1)、基底层(4)和第二力传导层(5)依次层叠组成，电极层(3)和压敏材料层(2)分别放置在基底层(4)的外圈和内圈上，压敏材料层(2)经电极层(3)外接电路板；

传感器放在水下，第一力传导层(1)和第二力传导层(5)上设置有相互配合的凸起结构，压敏材料层(2)设置和凸起结构配合的图形，通过第一力传导层(1)、压敏材料层(2)和第二力传导层(5)之间的配合在受压情况下能够使压敏材料层(2)的电阻发生变化，利用电路板测得的压敏材料层(2)的电阻变化，获得传感器在水下的位置信息和在水中受到的压力信息。

2.根据权利要求1所述的一种多功能的水下柔性传感器，其特征在于：

所述的压敏材料层(2)包括第一压敏单元(6)和第二压敏单元(7)，第二压敏单元(7)位于压敏材料层(2)的中央，多个第一压敏单元(6)在第二压敏单元(7)周围沿着压敏材料层(2)的周向均匀间隔地布置，第一压敏单元(6)的两侧和第二压敏单元(7)的两侧均设置有两个凸缘分别作为第一压敏单元(6)的两个独立引脚和第二压敏单元(7)的两个独立引脚；

第一压敏单元(6)和第二压敏单元(7)均放置在基底层(4)的上表面，第一压敏单元(6)和第二压敏单元(7)之间存在空隙区。

3.根据权利要求1所述的一种多功能的水下柔性传感器，其特征在于：

所述第一力传导层(1)下表面的中央设有环形凸起作为环形墙壁(8)，环形墙壁(8)的下表面与基底层(4)上表面中央密封接触连接，使得环形墙壁(8)之内的第一力传导层(1)和基底层(4)之间形成相对封闭的空腔，压敏材料层(2)中的第二压敏单元(7)位于空腔内部；

所述第一力传导层(1)下表面和第二力传导层(5)上表面均设有凸起结构，凸起结构包括内、外两圈第一圆凸台组和一圈第二圆凸台组，每圈第一圆凸台组主要由若干个第一圆凸台(9)沿着第一力传导层(1)的周向均匀间隔排布形成，第二力传导层(5)中的第一圆凸台(9)与第一力传导层(1)中的第一圆凸台(9)的数量和排布位置分布相同且对齐，第一力传导层(1)上内圈的第一圆凸台组位于环形墙壁(8)的外侧；第二圆凸台组主要由若干个圆凸台阵列沿着第一力传导层(1)的周向均匀间隔排布形成，第二力传导层(5)中的圆凸台阵列与第一力传导层(1)中的圆凸台阵列的数量和排布位置分布相同且对齐，外圈的第一圆凸台组和一圈第二圆凸台组位于同一周向方向上，且使得第一圆凸台(9)和圆凸台阵列沿周向交替布置；

每个第一压敏单元(6)的中部均开设有槽口，第一力传导层(1)上外圈第一圆凸台组中的第一圆凸台(9)位于第一压敏单元(6)的槽口处，第一力传导层(1)上内圈第一圆凸台组中的第一圆凸台(9)位于第一压敏单元(6)和第二压敏单元(7)之间的空隙区，第一力传导层(1)和第二力传导层(5)均通过第一圆凸台(9)与基底层(4)连接，第一力传导层(1)中的圆凸台阵列和第二力传导层(5)中的圆凸台阵列分别位于第一压敏单元(6)未开槽口处的上侧和下侧；

圆凸台阵列主要由若干个第二圆凸台(10)紧密阵列排列形成，第一圆凸台(9)的高度大于第二圆凸台(10)的高度，第二力传导层(5)中的第二圆凸台(10)与第一力传导层(1)中的第二圆凸台(10)在竖直方向上错位排布。

4.根据权利要求1所述的一种多功能的水下柔性传感器，其特征在于：所述的电极层(3)主要由若干根电极线组成，电极线的一端放置在基底层(4)的上表面，电极线的另一端均匀排布在基底层(4)的外侧，每根电极线中放置在基底层(4)上的一端分别与第一压敏单元(6)上或第二压敏单元(7)上的一个独立引脚电择一连接，电极线中排布在基底层(4)的外侧的一端通过线路板与电路板连接。

5.根据权利要求1所述的一种多功能的水下柔性传感器，其特征在于：

所述的压敏材料层(2)主要由未固化的聚二甲基硅氧烷作为基底材料，并混合石墨烯纳米片和碳纳米管颗粒制备而成。