壓電式壓力傳感器的製作方法

2023-12-12 12:25:42 1

專利名稱：壓電式壓力傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用壓電複合材料的壓力傳感器，並公布了兩種壓力傳感器。
由於壓電式壓力傳感器具有多方面的用途，如水下聽音器、應力傳感器、振動傳感器等等，所以，本發明中所述的許多傳感器涉及了壓電材料、結構和其他方面。
例如，美國專利4278000、4568851和4849946公布了一種壓電電纜。其中，已公布的典型內導電體有單股金屬導線、直徑0.3毫米的小型多股級聯鋼導線、導電性聚合物層。鑑於柔軟性是壓電電纜的最重要的性能，所以當前均以壓電聚合物和壓電複合物用作壓電材料。已公布的典型壓電聚合物有聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚二氟乙烯和聚三氟乙烯的共聚物(VDF/TrFE)及類似的聚合物。已公布的典型壓電複合物有矽橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠及類似含有諸如鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鉛-鋯酸鉛(PbTiO3-PbZrO3)固溶體等壓電陶瓷粉末的複合物。至於外導體，已公布的有真空沉澱金屬薄膜、導電糊膏覆膜、金屬薄片、導電橡膠或聚合物層及其他基體。至於防護套，則已公布並付諸實用的是聚乙烯和聚氯乙烯。
為了提高上述壓電複合物的物理強度和耐熱穩定性，對它們往往需要進行處理。對含有氯丁橡膠和鈦酸鉛的複合物，在將二者混合後，應置於170℃的溫度條件下施以150千克/釐米2的高壓處理，這是《Huntaito Kogyo》1990年第22卷第1期第53～54頁中所述及的。複合物的另一種處理方法可參見《1984年超聲波論文集》第504頁和《鐵電子學》1988年第77卷第39頁。由於這種處理需要專門的設備和工藝方法，所以，理想的是製備出一種無需處理的複合物。
上述壓電聚合物和複合物在70～100℃較低溫條件下的耐熱性是穩定的，但是，如果將同軸電纜置於電熱套中加熱至100℃以上時，則靠近電熱絲附近的溫度最高可升至120℃左右，在這種情況下，要求電纜具備120℃的耐熱穩定性。
真空沉澱薄膜或塗層薄膜是最合適的外導電體，因為這些基體的機械阻抗較小，但是，製作這些薄膜時，要使用昂貴的專用設備和複雜的工藝。例如，當製作真空沉澱金屬薄膜時，要使用裝有抽氣裝置、蒸發裝置和其他裝置的真空沉澱設備。不僅如此，還需要經過許多工藝過程，諸如控制閥門，控制沉澱過程，以便在壓電層圓球表面沉澱出金屬薄膜，還要確保壓電層表面的光潔度條件，控制沉澱速度、沉澱溫度、薄膜厚度等等。使用塗層薄膜也同樣需要昂貴的塗膜設備和複雜的工藝。如果使用金屬薄片作為外導電體，則不需要昂貴的設備和複雜的工藝，可是，由於金屬薄片物理強度較小，往往不易牢固地纏繞在壓電層的圓球形表面上，譬如，厚度不足15微米的薄鋁片用手就可以輕而易舉地折斷。導電橡膠或聚合物層的優點在於它們可以像壓電層和防護層那樣用模壓方法製作，可是，如果將它們用作外導電體，也同樣需要昂貴的模壓設備和複雜的工藝。
另一方面，現已研製成功許多平面式壓力傳感器。正如《壓電陶瓷》(伯納德·加菲、小威廉R·庫克、漢斯·加菲著，學術出版社，1971年版，第262頁)中所述，諸如鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鉛與鋯酸鉛(PbTiO3-PbZrO3)的固溶體等壓電陶瓷等材料，也可以與上述壓電聚合物和壓電複合物一起用作壓電材料。金、鈀、鉑等金屬薄膜已被焙制或蒸敷在壓電陶瓷上而用作導體，但是由於壓電陶瓷易碎裂的特性，它還不能應用在呈孤形的表面上。
本發明的一個目的是提供一種耐熱性強的壓電複合物，這種材料在製備時無需特殊處理。
本發明的另一個目的是提供一種導體，這種導體既可用作壓電電纜中的外導電體，又可用作平面式壓力傳感器的導電體。
本發明的又一個目的是提供一種電纜，它不僅可以探測壓力，還可以探測溫度。
本發明提供了兩種用壓電複合物製作的壓力傳感器，這種壓電複合物含有非晶體的氯化聚乙烯、晶體的氯化聚乙烯和壓電陶瓷粉末。第一種傳感器是一個壓電電纜，它包括一個由金屬螺旋絲構成的內導電體，螺旋絲內填充有絕緣的微細聚合纖維；環包在內導電體外圍的壓電複合物層；依附在聚合物薄膜上的金屬薄膜所構成的外導電體，此金屬薄膜與上述複合物層相接但不與內導電體相接；環包在外導電體外圍的由絕緣的彈性材料構成的防護套。第二種傳感器是一個平面式傳感器，它包括一塊由壓電複合物製成的平面板，由依附在聚合物薄膜上的金屬薄膜構成的兩個導電體夾在中間，各金屬薄膜與複合物層相觸接但兩個金屬薄膜相互分離。
如果要求壓電電纜既能測定壓力同時又能測定溫度時，本發明還提供了一種能滿足這種要求的電纜，其中，溫度是根據內導電體金屬螺旋絲的電阻與溫度關係而測定的。
附圖簡要說明

圖1是本發明所述壓電電纜的示意圖。
圖2是本發明所述壓電電纜的又一示意圖。
圖3是本發明所述壓電電纜的示意圖，圖中顯示了外部導線與外導電體的連接方法。
圖4是本發明所述壓電電纜的示意圖，圖中顯示了外部導線與外導電體的另一種連接方法。
圖5是本發明所述壓電電纜的示意圖，圖中顯示了外部導線與外導電體的又一種連接方法。
圖6是本發明所述壓電電纜的示意圖，此電纜可同時測定壓力和溫度。
圖7所示為本發明所述新型內導電體電阻與溫度的關係。
圖8所示為溫度與壓力測定裝置的結構。
圖9是本發明所述平面形壓電式壓力傳感器的示意圖。
圖10是本發明所述另一種平面形壓力傳感器的剖面圖。
最佳實施例的說明圖1為本發明所述壓電電纜的最佳結構，它包括一個由單股金屬導線或小型多股級聯鋼絲構成的內導電體(1)；環包在內導電體(1)外圍的壓電複合物層(2)，此複合物層(2)含有非晶體氯化聚乙烯(a-CPE)、晶體氯化聚乙烯(c-CPE)和壓電陶瓷粉末；由依附在聚合物薄膜(32)上的金屬薄膜(31)構成的外導電體(3)，金屬薄膜(31)與壓電複合物層(2)相觸接但不與內導電體(1)相觸接；環包在外導電體(3)外圍的由絕緣彈性材料製成的防護套(4)。
本發明所述壓電電纜是按以下工藝程序製作的。首先，使用滾軋方法將體積佔40～70％的生鈦酸鉛-鋯酸鉛(PbTiO3-PbZrO3)粉末均勻附加到CPE基板上，然後將經過滾軋的含有陶瓷粉末的複合物板切割成小片，再將這些小片與內導電體(1)不斷模壓形成壓電複合物層(2)，繼而將外導電體(3)纏繞在壓電複合物層(2)的外圍，並使金屬薄膜(31)與壓電複合物層(2)相觸接。環包在外導電體外圍(3)的防護套也是經過不斷模壓而成形的。最後，在80～120℃的環境下對內、外導電體(1，3)二者之間施加3～10千伏/毫米的高壓直流電場、使壓電複合物層(2)產生極化。
從晶體結構上說，CPE分為a-CPE和c-CPE兩類。當使用a-CPE作為CPE基板並在其上附加壓電陶瓷粉末時，其優點是可以在此基板上附加佔體積多達80％的壓電陶瓷粉末，且切割的小片易於模壓，經過模壓的複合物層(2)異常柔軟。但是，由於這種複合物層(2)的硬度很低，在80℃以上溫度中容易變形，所以根本沒有生產意義。為了使這種複合物層(2)具備足夠的硬度，在120℃溫度中不致發生變形，就要使用上述複雜的工藝方法對它進行處理。另一方面，當使用c-CPE作為CPE基板並在其上附加壓電陶瓷粉末時，其優點是這種複合物層(2)具有足夠的硬度，在120℃溫度中不致變形，所以對它不需要進行處理。但是，這種複合物層(2)的缺點在於被切割的小片只含有佔體積40％的壓電陶瓷粉末，因而不易被模壓。本發明提供的複合物層(2)是由a-CPE和c-CPE兩種材料製作的，所以它具有兩種CPE的優點，即它不僅不需要進行處理，而且可以附加佔體積多達70％的壓電陶瓷粉末。
如上所述，本發明提供的複合物包括a-CPE、c-CPE和壓電陶瓷粉末三種成分，因此，經過模壓的複合物層(2)的壓電特性和物理特性取決於a-CPE和c-CPE的分子重量和結晶度，兩種CPE的體積比和壓電陶瓷粉末的數量多少。如果分子重量和結晶度比較低，則難以確保複合物層(2)具有足夠的硬度並在120℃溫度中不發生變形。與此相反，如果分子重量和結晶度比較高，則複合物層(2)難以模壓成形。壓電陶瓷粉末的數量越多，則壓電特性越強，但是複合物層(2)就越難模壓成形。針對這些因素，從經驗中發現，a-CPE和c-CPE的最佳混合是分子重量為60000～150000個單位的a-CPE佔總重量的75％，分子重量為200000～400000個單位的c-CPE佔總重量的25％；結晶度為15～25％；在這種混合物中可以附加體積佔70％的壓電陶瓷粉末。
在將壓電陶瓷粉末附加在a-CPE和c-CPE混合物之前，最好先將粉末置於鈦聯接劑溶液中浸泡一段時間，然後晾乾，這樣做是為了使粉末外表面附一層溶液中所含有的吸水性和忌水性組合團。吸水性組合團可以防止陶瓷粉末凝聚，而忌水性組合團可以增大陶瓷粉末相對CPE的溼潤度。此舉的結果是可以使佔體積70％的陶瓷粉末均勻加入a-CPE和c-CPE混合物中。如果不採用這種方法，而在滾軋混合物和陶瓷粉末時加入鈦聯接劑也可以達到同樣效果。後一種方法更好些，因為粉末無需在溶液中浸泡。
用聚合物薄膜(32)和附在其上的金屬薄膜(31)組成的組合薄膜(3)作為外導電體是最理想的，因為這種組合薄膜使用簡單的設備便可以纏繞起來，比使用真空沉澱和塗層設備要簡單得多。不僅如此，這種組合薄膜(3)不僅具有金屬薄膜(31)的強導電性，又具有聚合物薄膜(32)的足夠大的物理強度，使它可以牢牢纏繞在壓電複合物層(2)上。用聚對酞酸乙二酯(PET)薄膜(32)和附在其上的鋁薄膜(31)組成的薄膜(3)作為組合薄膜是最理想的，因為這種薄膜(3)不僅在120℃時的耐熱穩定性強，而且是市場上可以買到的。市場上可以買到的典型組合薄膜(3)由10～20微米厚的PET薄膜(32)及附在其上的6～10微米厚的鋁層(31)組成，寬度為3～10毫米。當將這種組合薄膜(3)纏繞在壓電複合物層(2)上時，組合薄膜(3)的寬度最好窄一些，因為電纜在指定壓力下容易產生應力變形。
如果壓電電纜將在電噪聲條件下使用，那麼組合薄膜(3)最好以部分(長度L)重疊的方式纏繞在壓電複合物層(2)上(見圖1)。當因物體撞擊而產生的壓力作用於電纜上時，此壓力將使壓電複合物層(2)產生應力，從而在內導電體(2)和外導電體(3)之間產生一個電位差。如果將外導電體保持在地電位，就會出現這種電位差，因為內導電體(1)的屏蔽可以防止環境噪聲的影響。組合薄膜(3)的重疊部分長(L)(見圖1)是越短越好，因為這種重疊部分會抵消應力。另一方面，如果壓電電纜將在電噪聲較小的環境中使用，如在屏蔽盒內使用時，則組合薄膜(3)最好以間隔一定距離(L′)的方式纏繞在壓電複合物層(2)上(見圖2)，因為這樣做使電纜更利用產生用壓力所導致的應力。間隔距離(L′)是越短越好，因為在極化過程中，直流電場要均勻地作用於內、外導電體(1，3)之間。
至於防護套(4)，通常使用的是絕緣的彈性聚合材料，諸如聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)等。
如圖3所示，在實際應用中，分別與內、外導電體(1，3)相連接的外部導線(51，52)都連接到一個探測器(6)上，這種與外部導線(51、52)相連接的探測器(6)，可以測出因作用於電纜上的壓力而導致產生的內、外導電體(1、3)之間的電位差。為了便於外部導線的連接，外導電體(3)最好是由兩層金屬膜(31a和31a′)中間夾一層聚合物薄膜(32a)組成的另一個組合薄膜(3a)，這種組合薄膜(3a)最好以部分重疊的方式纏繞在壓電複合物層(2)上，從而使與壓電複合物層(2)相觸接的金屬薄膜(31a)在重疊部分與金屬薄膜(31a′)相觸接。由於金屬薄膜(31a′)位於外側，所以外部導線(51)易於連接到金屬薄膜(31a′)上。
如上所述，鋁和聚對鈦酸乙二酯(PET)分別是金屬薄膜(31a和31a′)和聚合物薄膜的理想製作材料。考慮到外部導線(51)不能用一般的低溫或高溫焊接方法與鋁薄膜(31a′)連接在一起，建議最好採取以下連接方法。首先，外部導線(51)可使用導電粘合劑(7)來連接(見圖3)，這種方法的優點是結構簡單，缺點是粘合強度不足。為了使外部導線(51)和鋁薄膜(31a′)連接牢靠，最好是將單股金屬線圈(8)或金屬線網(編織)(9)纏繞在鋁薄膜(31a′)之外層(見圖4、5)，再將外部導線(51)用低溫焊接方法連接到金屬線圈(8)或金屬線網(9)上就容易多了。另一方面，金屬線圈(8)或金屬線網(9)與鋁薄膜(31a′)的連接在防護套(4)的作用下可以保持相當牢靠，因此，外部導線(51)便可以牢牢連接在鋁薄膜(31a′)上。由於金屬線圈(8)或金屬線網(9)直接觸接鋁薄膜(31a′)，所以相互可以通電。雖然相互間也存在連接阻抗，但這種小於100kΩ的連接阻抗不會影響測定電位差，因為壓電複合物層(2)是絕緣體。
如上所述，壓電複合物層(2)可以在120℃條件下工作1000小時，但是，如果工作溫度高於120℃，則工作時間就會縮短。這種情況提醒我們在工作期間最好能測出工作溫度。圖6所示為本發明所述壓電電纜的另一種最佳結構，其中，使用了一種不同於普通內導電體(1)的新型內導電體(1a)。這種新型內導電體(1a)包括纏繞在內導電體(1aa)外圍的金屬螺旋絲和在金屬螺旋絲(1aa)內充填的微細聚合物纖維(1ab)。用含有5％重量的銀的銅合金和聚酯纖維分別製作金屬旋螺絲(1aa)和微細聚合物纖維(1ab)是理想的，因為這種專用的內導電體(1a)已經應用於市場上流通的電熱毯之中。
由於這種新型內導電體(1a)外圍環包著壓電複合物層(2)，所以金屬螺旋絲(1aa)與壓電複合物層(2)的溫度是幾乎完全相同的。由於電纜的金屬螺旋絲(1aa)兩端(10a，10b)之間的長度比圖1～5所示普通金屬內導電體要長得多，所以金屬螺旋絲(1aa)兩端(10a、10b)之間的電阻較大，易於測定，不僅如此，金屬螺旋絲(1aa)的電阻溫度係數較大。這些特點說明，這種螺旋絲(1aa)適於用作溫度傳感器。例如，上述的這種專用內導電體(1a)的典型金屬螺旋絲(1aa)的寬度為0.3毫米，厚度為0.05毫米。在室溫條件下，這種金屬螺旋絲(1aa)的單位長度的電阻為2.7Ω左右，比普通內導電體(1)的不足0.1Ω的電阻高一個量級。圖7顯示了約6.5米長的這種金屬螺旋絲的電阻與溫度的關係。圖中，標記(x)指示的是實測值，而實線則顯示的是利用線性近似方程而求得的直線，T和R則分別表示溫度和電阻。由於這種金屬螺旋絲(1aa)在120℃溫度條件下的電阻高達25.5口左右，而且電阻的溫度係數(TCR)也高達3800ppm/℃左右，所以便於在電纜工作期間測出溫度。
上述實例中，金屬螺旋絲是以含有5％重量的銀的銅合金材料製作的，如果需要更大的電阻溫度係數，則也可以用純銅或純鎳金屬材料來製作金屬螺旋絲。
如果需要同時測出壓力和溫度，則探測裝置最好包括壓電電纜、連接在內、外導電體(1a，3a)之間的壓力探測器(11)和連接在電纜兩端(10a，10b)之間的溫度探測器(11)(見圖8)。由於這兩種探測器(11、12)可以相互獨立工作，所以可以同時測出壓力和溫度。當溫度上升超過電纜的正常溫度範圍時，可採取報警和停止工作等保護性措施。當然，如果不需要探測溫度，則金屬螺旋絲(1aa)只用作測壓的內導電體(1)。
當在呈一定曲率的平面上使用壓力傳感器時，圖9所示的平面式柔性壓力傳感器就明顯優於上述壓電電纜。譬如，在馬達的作用下汽車車窗自動關閉時，如果出現將人的手或手指緊緊夾在車窗與窗框之間的險情，這時，最好是在發現手觸及窗框瞬間停止車窗的關閉動作。由於根據本發明製作的平面式柔性壓力傳感器便於置放在呈弧形的窗框上，所以它能用來探測手指觸及窗框的情況。
圖9是根據本發明製作的平面式柔性壓力傳感器的最佳結構，它由一塊平面式壓電複合物層(13)和將其夾在中間兩層組合薄膜(14，15)組成，組合薄膜(14、15)分別由附加在聚合物薄膜(142、152)上的金屬薄膜(141、151)組成，金屬薄膜(141、151)與平面式壓電複合物層(13)相觸接。
用組合薄膜(14、15)作為平面式壓力傳感器的電極是理想的，因為它們比由以玻璃或熱凝性樹脂作粘合劑的焙制金屬薄膜等製成的堅硬導電體具有更好的柔韌性。
如果這種平面式壓力傳感器將在電噪聲條件下使用，那麼，最好是使用圖10所示的另一種組合薄膜(14a，15a)。組合薄膜(14a)由兩層金屬薄膜(141a，141a′)中間夾一層聚合物薄膜(142a)組成，而組合薄膜(15a)也由兩層金屬薄膜(151a，151a′)中間夾一層聚合物薄膜(152a)組成，內層金屬薄膜(141a，151a)分別與平面式複合物層(13)相觸接，而外層金屬薄膜(16、17)則分別與內層金屬薄膜(141a，151a)相觸接。當對這種平面式壓力傳感器施以一定壓力時，在兩個金屬薄膜(141a和151a)之間將產生電位差，為測出此電位差，外部導線(16，17)應與探測器(18)相連接。當測出電噪聲條件下的電位差，最好將外金屬薄膜(141a′，151a′)保持在地電位，因為電位差受到屏蔽的保護而不受環境噪聲的影響。例如，將與金屬薄膜(141a′，151a′)相連接的外部導線(19，20)分別縮短，便可輕而易舉地將這兩個薄膜(141a′，151a′)保持在地電位。
本發明所述的這種平面式柔性壓力傳感器可用下述程序製作。由於採用滾軋方法難以得到均勻且很薄的壓電複合物層(13)，所以，對滾軋成形的複合材料板施以120～180℃溫度和50～150公斤/cm2壓力的加壓處理，才能形成厚度0.1～1毫米的均勻壓電複合物層(13)。為了使金屬薄膜(141，151)與壓電複合物層(13)牢固觸接，對置於導電體(14、15)之間並與金屬薄膜(141，151)分別觸接的壓電複合物層(13)的組合體也要施以加壓處理。最後，還要對壓電複合物層(13)通以直流高電壓以使它產生極化。
用以丙烯酸類樹脂或聚酯類樹脂作為粘合劑的熱塑性樹脂製作焙制金屬薄膜也是合適的。這種焙制金屬薄膜的優點是易於形成多種形狀，然而，它的缺點是必須經過特殊處理才能形成屏蔽導電體。這種薄膜的製作方法是在100～150℃的溫度下燒制含有金屬顆粒和熱塑塑料的膠狀物印刷薄膜，使用銀金屬顆粒是最理想的，因為含有銀和丙烯酸樹脂或聚酯樹脂的膠狀物從市場上就可以買到。
毫無疑問，上述電纜和平面式壓力傳感器的基本結構都是由兩層導電體夾一層壓電複合物層組成的，而且兩層導電體相互分離。
雖然已對本發明作了如上說明，但只要在本發明的範圍之內，允許對本發明作出多種變更和改進。因此，現通過以下權利要求對本發明的範圍作出限定。
權利要求
1.一種壓電式壓力傳感器，其特徵在於包括夾在兩層導電體中間的壓電複合物層，所述壓電複合物層包括氯化聚乙烯(CPE)和壓電陶瓷粉末。
2.一種壓電電纜，包括內導電體；環包在所述內導體外圍的壓電複合物層，所述壓電複合物包括氯化聚乙烯(CPE)和壓電陶瓷粉末；依附在聚合物薄膜上的金屬薄膜所構成的外導電體，此金屬薄膜與上述壓電複合物層相觸接，但與上述內導電體分離；環包在上述外導電體外圍的由絕緣彈性材料製成的防護套。
3.根據權利要求2所述的壓電電纜，其特徵在於，上述CPE是a-CPE和c-CPE的混合物。
4.根據權利要求2所述的壓電電纜，其特徵在於，上述外導電體是以部分重疊方式纏繞在壓電複合物層上。
5.根據權利要求2所述的壓電電纜，其特徵在於，上述外導電體單獨纏繞在壓電複合物層上。
6.根據權利要求2所述的壓電電纜，其特徵在於，上述外導電體包括夾在兩層金屬薄膜中間的聚合物薄膜。
7.根據權利要求5所述的壓電電纜，其特徵在於，外部導線用導電粘合劑固定在上述外導電體外層金屬薄膜上。
8.根據權利要求5所述的壓電電纜，其特徵在於，外部導線通過焊接與金屬絲固定連接，而金屬絲纏繞在外導電體上。
9.根據權利要求5所述的壓電電纜，其特徵在於，外部導線通過焊接固定連接在金屬絲編織上，而金屬絲編織纏繞在上述外導電體上。
10.根據權利要求2所述的壓電電纜，其中，上述內導體包括金屬螺旋絲和絕緣微細聚合物纖維。
11.根據權利要求2所述的壓電電纜，其特徵在於，上述外導電體的金屬薄膜是鋁，而上述聚合物薄膜是對酞酸聚乙烯。
12.一種壓力和溫度探測電纜，其特徵在於包括內導電體；環包在上述內導電體外圍的壓電複合物層，此複合物包括氯化聚乙烯和壓電陶瓷粉末；由依附在聚合物薄膜上的金屬薄膜構成的外導電體，此金屬薄膜與上述壓電複合物層相觸接，但與上述內導電體相分離；環包在上述外導電體外圍由絕緣彈性材料製作的防護套。
13.根據權利要求12所述的壓力和溫度探測電纜，其特徵在於，上述內導電體包括金屬螺旋絲和微細絕緣聚合物纖維。
14.根據權利要求12所述的壓力和溫度探測電纜，其特徵在於，上述CPE是a-CPE和c-CPE的混合物。
15.一種壓力和溫度探測裝置，其特徵在於包括內導電體；環包在上述內導電體外圍的壓電複合物層，上述複合物層包括氯化聚乙烯和壓電陶瓷粉末；由依附在聚合物薄膜上的金屬薄膜構成的外導電體，此金屬薄膜與上述壓電複合物層相觸接，但與上述內導電體相分離；環包在上述外導電體外圍由絕緣彈性材料製作的防護套；連接在內、外導電體中間的壓力探測裝置；連接在電纜兩端之間的溫度探測器。
16.根據權利要求15所述的壓力和溫度探測裝置，其特徵在於，上述內導電體包括金屬螺旋絲和絕緣微細聚合物纖維。
17.一種平面式壓電壓力傳感器，其特徵在於包括由依附在第一聚合物薄膜上的第一金屬薄膜構成的第一導電體；平面式複合物層，此複合物層包括氯化聚乙烯(CPE)和壓電陶瓷粉末，上述第一金屬薄膜與此平面式複合物層相觸接；由依附在第二聚合物薄膜上的第二金屬薄膜構成的第二導電體，第二金屬薄膜與上述平面複合物層觸接，但與上述第一金屬薄膜相分離。
18.根據權利要求17所述的平面式壓電壓力傳感器，其特徵在於，上述第一和第二導電體包括夾在金屬薄膜中間的聚合物薄膜。
19.根據權利要求17所述的平面式壓電壓力傳感器，其特徵在於，上述CPE是a-CPE和c-CPE的混合物。
全文摘要
兩種壓力傳感器,均使用由非晶體氯化聚乙烯、晶體氯化聚乙烯和壓電陶瓷粉末組成的壓電複合材料。第一種是壓電電纜,包括由金屬螺旋絲及填充其間的絕緣微細聚合物纖維組成的內導電體、環包內導電體的壓電複合物層、由附在聚合物薄膜上的金屬薄膜構成的外導電體,金屬薄膜與壓電複合物層相觸接但與內導電體相分離,和防護套。第二種是平面式壓力傳感器,包括平面形壓電複合物層,夾在兩聚合物薄膜上的兩金屬薄膜導電體之間,金屬薄膜與複合物層觸接,但相互分離。
文檔編號G01L9/00GK1250158SQ99111969
公開日2000年4月12日 申請日期1999年8月5日 優先權日1998年8月5日
發明者伊藤雅彥, 長井彪, 藤井優子, 荻野弘之 申請人:松下電器產業株式會社