一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭的製作方法
2023-06-21 05:36:21
一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭，包括傳感器基體，基體兩端連接導線，傳感器基體所用材料為熱塑性彈性材料或其他可塑性彈性材料，傳感器基體內均勻分布有粉末狀的碳納米材料。本實用新型利用碳納米材料的良好電學性能，把碳納米材料添加到熱塑性彈性材料中製成壓力傳感器，不僅可以減小傳感器的尺度和重量、提高傳感器的精度和降低製造成本，還可以進一步擴大測量範圍以及提高靈敏度。
【專利說明】一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力傳感器，具體涉及一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭。
【背景技術】
[0002]在工業生產和科學實驗過程中，經常需要測量各種物理量，以便得到更為精確的數據來進行下一步的生產或實驗。壓力傳感器是指能夠測量壓力的一種傳感器，是將壓力經過轉化然後輸出為電信號的傳感器。壓力傳感器一般是壓敏元件與彈性位移傳感器(或應變計)組成的。壓力傳感器廣泛應用於機械製造、石油化工、水利系統、能源發電、軌道交通、航空航天、軍事工業、船舶、管道等許多行業，是生產中最常使用的傳感器之一。傳統的壓力傳感器的元件主要是機械結構型，以彈性元件的形變來顯示壓力，但這種傳感器結構尺寸大，整體很重，當需要測量的目標尺寸較小時難以應用，而且不能提供電信號輸出，後續處理非常不方便。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭，能夠將壓力傳感器的尺寸限制在10毫米以下，而且能提供用於後續處理的電信號輸出。
[0004]為實現上述目的，本實用新型的一個實施例所採取的技術方案是:
[0005]包括傳感器基體，基體兩端連接導線，傳感器基體所用材料為塑性彈性材料，傳感器基體內均勻分布有納米級碳纖維材料。
[0006]優選地，納米級碳纖維材料為碳納米管。
[0007]優選地，碳納米管為多壁碳納米管。
[0008]優選地，塑性彈性材料為彈性樹脂材料。
[0009]優選地，彈性樹脂材料為環氧樹脂複合材料。
[0010]傳感器基體的形狀為球形、圓柱體或長方體。
[0011]本碳納米添加材料壓力傳感器探頭產生的有益效果為:利用碳納米材料的良好電學性能，把碳納米材料添加到熱塑性彈性材料中製成壓力傳感器，不僅可以減小傳感器的尺度和重量、提高傳感器的精度和降低製造成本，還可以進一步擴大測量範圍以及提高靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1所示為本實用新型的一種碳納米添加材料球形壓力傳感器探頭的一個實施例的示意圖。
[0013]圖2所示為本實用新型的一種碳納米添加材料圓柱體壓力傳感器探頭的一個實施例的示意圖。
[0014]圖3所示為本實用新型的一種碳納米添加材料長方體壓力傳感器探頭的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型具體實施例及相應的附圖對本實用新型技術方案進行清楚、完整地描述。
[0016]參考圖1，圖1所示為本實用新型的一種碳納米添加材料球形壓力傳感器探頭的一個實施例的示意圖。在本實施例中，碳納米添加材料壓力傳感器探頭包括傳感器基體I，基體I兩端連接導線2，導線連接信號轉換處理電路；傳感器基體I所用材料為塑性彈性材料，傳感器基體I內均勻分布有納米級碳纖維材料。碳納米材料具有良好的電學性能，碳納米材料加入到其他材料中，將可以明顯提高其他材料的導電性能，因此，把碳納米材料添加到熱塑性彈性材料中製成壓力傳感器，可以比普通的壓力傳感器具有更高的靈敏度和更小的結構尺寸，性能更優越、製造成本更低，使用範圍更廣泛。
[0017]將碳納米材料加入熱塑性彈性材料的方法是將配好比例的碳納米材料和熱塑性彈性材料放入離心脫泡攪拌機中均勻攪拌並氣泡，然後在模具中進行固化處理，即可製得傳感器基體I。
[0018]如圖2、圖3所示，傳感器基體I的形狀還可以為圓柱體或長方體。
[0019]在本實用新型的一個實施例中，碳納米材料為碳納米管。碳納米管作為一維納米材料，屬於一種具有特殊結構的材料，主要由呈六邊形排列的碳原子構成不同層數的同軸圓管，其不同層之間保持著固定的距離，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。
[0020]在本實用新型的一個實施例中，碳納米管為多壁碳納米管。多壁碳納米管導電性能與單壁碳納米管相似，但價格更加低廉，有利於降低傳感器的製造成本。
[0021 ] 在本實用新型的一個實施例中，熱塑性彈性材料可以為彈性樹脂材料。
[0022]在本實用新型的一個實施例中，彈性樹脂材料可以為環氧樹脂複合材料，環氧樹脂固化簡易，具有較好的附著力，較低的緊縮率，穩定的化學性能，絕緣性優異等特性。固化成功後的環氧樹脂在各方面都具有很好的性能，其製成品尺寸穩定，不易變形，有一定的硬度且柔韌性好。
[0023]上述實施方式用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護範圍內，對本實用新型做出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種碳納米添加材料壓力傳感器探頭，其特徵在於，包括傳感器基體，所述基體兩端連接導線，所述傳感器基體所用材料為塑性彈性材料，所述傳感器基體內均勻分布有納米級碳纖維材料。
2.根據權利要求1所述的壓力傳感器探頭，其特徵在於，所述納米級碳纖維材料為碳納米管。
3.根據權利要求1或2所述的壓力傳感器探頭，其特徵在於，所述塑性彈性材料為彈性樹脂材料。
4.根據權利要求2所述的壓力傳感器探頭，其特徵在於，所述碳納米管為多壁碳納米管。
5.根據權利要求3所述的壓力傳感器探頭，其特徵在於，所述彈性樹脂材料為環氧樹脂複合材料。
6.根據權利要求3所述的壓力傳感器探頭，其特徵在於，所述傳感器基體的形狀為球形、圓柱體或長方體。
【文檔編號】G01L9/00GK204214577SQ201420600135
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】童疏影, 黃楷焱, 鄭琴, 李寶, 曹佳琪, 陳澤芸, 袁衛鋒, 楊正, 李輝, 江成, 潘榮瑩, 魏斌, 張思佳, 王積碩, 王冰, 倪克松 申請人:西南科技大學