振動(dòng)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，和第二電極層，第一高分子聚合物絕緣層和第二電極層之間設(shè)有可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)。第一高分子聚合物絕緣層和第二電極層之間可增設(shè)第二高分子聚合物絕緣層，從而使可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)在第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層之間形成。第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層之間還可進(jìn)一步增設(shè)居間電極層或居間薄膜層，各層之間均可形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器具有優(yōu)異的低頻響應(yīng)性能。
【專利說(shuō)明】振動(dòng)傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種振動(dòng)傳感器，尤其涉及一種呼吸、心跳振動(dòng)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]振動(dòng)傳感器，或稱壓電傳感器，是利用壓電材料受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的傳感器，已經(jīng)廣泛用于聲學(xué)、醫(yī)療、工業(yè)、交通、安防等眾多領(lǐng)域，正逐步改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞剑蔀樯鐣?huì)發(fā)展的趨勢(shì)。壓電材料在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變(包括彎曲和伸縮形變)時(shí)，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷。壓電材料可分為壓電單晶、壓電多晶和有機(jī)壓電材料，現(xiàn)有技術(shù)通常采用極化聚偏氟乙烯(PVDF)、聚二氟乙烯和聚三氟乙烯共聚物作為壓電材料。由于壓電換能器工作頻率受材料幾何形狀、材料彈性性質(zhì)等因素的影響，因此大多數(shù)壓電換能器的工作頻率高于100Hz，同時(shí)由于諧波的影響，壓電換能器對(duì)后續(xù)信號(hào)濾波也具有較高要求。目前，還沒(méi)有具有優(yōu)異的低頻響應(yīng)性能的振動(dòng)傳感器。
[0003]特別地，振動(dòng)傳感器是目前對(duì)呼吸和心跳進(jìn)行檢測(cè)的常用工具之一，但是由于現(xiàn)有的振動(dòng)傳感器普遍存在低頻響應(yīng)性能欠佳的問(wèn)題，因而對(duì)呼吸、心跳等低頻振動(dòng)的檢測(cè)的靈敏度較差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種具有優(yōu)異的低頻響應(yīng)性能的振動(dòng)傳感器。
[0005]一方面，本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，和第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面朝向所述第二電極層的第二側(cè)表面設(shè)置；
[0006]所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述第二電極層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使得所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面和所述第二電極層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；
[0007]所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
[0008]另一方面，本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面朝向所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面設(shè)置；
[0009]所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；
[0010]所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
[0011]另一方面，本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述居間電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之間，并且所述居間電極層的第一側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，所述居間電極層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置；
[0012]所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間電極層的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間電極層的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述居間電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間電極層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間電極層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物絕緣層、所述居間電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；
[0013]所述居間電極層、所述第一電極層和所述第二電極層中的任意兩者或三者形成所述振動(dòng)傳感器的輸出端。
[0014]另一方面，本實(shí)用新型提供了一種振動(dòng)傳感器，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間薄膜層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述居間薄膜層為聚合物薄膜層，設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之間，并且所述居間薄膜層的第一側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，所述居間薄膜層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置；
[0015]所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間薄膜層的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間薄膜層的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述居間薄膜層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間薄膜層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間薄膜層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物絕緣層、所述居間薄膜層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；
[0016]所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
[0017]前述的振動(dòng)傳感器，所述固定連接是通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而實(shí)現(xiàn)的固定連接。
[0018]前述的振動(dòng)傳感器,所述凸起結(jié)構(gòu)的高度為Ιμπι-lmm。
[0019]前述的振動(dòng)傳感器，所述凸起結(jié)構(gòu)構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列。
[0020]前述的振動(dòng)傳感器，所述凸起結(jié)構(gòu)在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0021]前述的振動(dòng)傳感器，所述凸起結(jié)構(gòu)在其一側(cè)固定連接的表面上面連接；在其另一側(cè)固定連接的表面上點(diǎn)連接或線連接。
[0022]前述的振動(dòng)傳感器，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
[0023]前述的振動(dòng)傳感器，所述第一高分子聚合物絕緣層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0024]前述的振動(dòng)傳感器，所述第二高分子聚合物絕緣層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0025]前述的振動(dòng)傳感器，所述居間薄膜層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0026]前述的振動(dòng)傳感器，所述單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種；
[0027]所述復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
[0028]本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器至少具有如下有益效果:本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器是基于聚合物薄膜的受迫振動(dòng)，由于聚合物薄膜作阻尼振動(dòng)，因此有效地減小了振動(dòng)傳感器的換能器結(jié)構(gòu)中的諧波影響，具有優(yōu)異的低頻響應(yīng)性能和信號(hào)波形，特別適合用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本實(shí)用新型圖1振動(dòng)傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。[0032]圖4為本實(shí)用新型圖3振動(dòng)傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖6為本實(shí)用新型圖5振動(dòng)傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖7為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖8為本實(shí)用新型圖7振動(dòng)傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖9為聲學(xué)振動(dòng)測(cè)試示意圖。
[0038]圖10 Ca)為PVDF壓電傳感器的實(shí)驗(yàn)測(cè)量信號(hào)圖；圖10 (b)為PVDF壓電傳感器的濾波信號(hào)圖。
[0039]圖11 (a)為本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器的實(shí)驗(yàn)測(cè)量信號(hào)圖；圖11 (b)為本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器的濾波信號(hào)圖。
[0040]圖12為本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器的頻譜信號(hào)圖。
[0041 ] 圖13為PVDF壓電傳感器的頻譜信號(hào)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了充分了解本實(shí)用新型的目的、特征及功效，通過(guò)下述【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。
[0043]圖1和圖2所示是本實(shí)用新型一種【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器I。該振動(dòng)傳感器I包括依次層疊設(shè)置的第一電極層11，第一高分子聚合物絕緣層12，和第二電極層13。具體地，第一電極層11設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面上，且第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面朝向所述第二電極層13的第二側(cè)表面設(shè)置，第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面或第二電極層13的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)14，使得第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面和第二電極層13的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第一高分子聚合物絕緣層12、第二電極層13和凸起結(jié)構(gòu)14共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；第一電極層11和第二電極層13為振動(dòng)傳感器I的輸出端。
[0044]該【具體實(shí)施方式】中，凸起結(jié)構(gòu)14的高度是I μ m-lmm。凸起結(jié)構(gòu)14優(yōu)選為多個(gè)，從而可以構(gòu)成多個(gè)空腔。多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)14的排列方式可以是規(guī)則的也可以是不規(guī)則的，例如這些多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)14可以構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
[0045]凸起結(jié)構(gòu)14在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接,例如在第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面和/或第二電極層13的第二側(cè)表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為 0.lmm-5mm。
[0046]優(yōu)選的，凸起結(jié)構(gòu)14在其一側(cè)固定連接的表面上面連接，在其另一側(cè)固定連接的表面上點(diǎn)連接或線連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面上面連接，在第二電極層13的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在第二電極層13的第二側(cè)表面上面連接，在第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接。通過(guò)凸起結(jié)構(gòu)與其固定連接表面形成的空腔，使點(diǎn)連接或線連接凸起結(jié)構(gòu)14支撐的那一側(cè)表面具有厚度方向位移和徑向方向位移。該表面徑向位移遠(yuǎn)大于厚度方向位移，從而使得振動(dòng)傳感器具有優(yōu)異低頻振動(dòng)特性。因此，通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0047]第一高分子聚合物絕緣層12的厚度是I μ m-lmm，可以是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0048]單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種，優(yōu)選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一種，且最優(yōu)選是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0049]復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚二甲基硅氧烷薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚丙烯薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
[0050]該【具體實(shí)施方式】中，第一電極層11對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金；第二電極層13所用材料可以是金屬或合金。其中，金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第二電極層13的厚度優(yōu)選10(^111-50(^111，更優(yōu)選20(^111。
[0051]下面以僅在第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)14的情況為例說(shuō)明該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器的制備方法。
[0052]在第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面上制備凸起結(jié)構(gòu)14，凸起結(jié)構(gòu)14采用與第一高分子聚合物絕緣層12相同的材料，該步驟可以采用，但不限于，絲網(wǎng)印刷方法；制備的凸起結(jié)構(gòu)14的高度控制在I μ m-lmm，可以制成條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的凸起陣列；相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離控制在0.lmm-lmm。凸起結(jié)構(gòu)14在第一高分子聚合物絕緣層12表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0053]然后通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而將凸起結(jié)構(gòu)14與第二電極層13的第二側(cè)表面進(jìn)行固定連接，形成空腔。凸起結(jié)構(gòu)14在第二電極層13表面上可以是面連接，也可以是點(diǎn)連接或線連接。點(diǎn)連接或線連接的固定連接方式，能夠更好的通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0054]然后，在第一高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面上濺射金屬制備第一電極層11。[0055]等離子處理固定連接是指先使用等離子處理器對(duì)將被固定連接的表面進(jìn)行處理，然后在進(jìn)行固定連接，具體到該【具體實(shí)施方式】，是指先使用等離子處理器對(duì)第二電極層13的第二側(cè)表面進(jìn)行處理，然后在將凸起結(jié)構(gòu)14與第二電極層13的第二側(cè)表面進(jìn)行固定連接，等離子處理器例如可以采用東莞市耀天電氣科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為CSM-SSCl的單槍立式等離子表面處理機(jī)；壓敏膠(PSA)是壓敏膠粘劑的簡(jiǎn)稱，是一類對(duì)壓力有敏感性的膠粘劑，具體到該【具體實(shí)施方式】，使用壓敏膠固定連接是指將壓敏膠涂覆于第二電極層13的第二側(cè)表面，待冷卻固化后，將第一高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面朝向第二電極層13的第二側(cè)表面，輕壓粘結(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際操作可以選擇合適的壓敏膠，例如，可購(gòu)買自蘇州錦峰壓敏膠有限公司。
[0056]該【具體實(shí)施方式】中其它情況下的振動(dòng)傳感器的制造方法類似可知。
[0057]在外界振動(dòng)的作用下，該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器I的第一高分子聚合物絕緣層12上設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)14附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，第一高分子聚合物絕緣層12與第二電極層13相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，電信號(hào)的產(chǎn)生會(huì)使第一電極層11與第二電極層13之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層11與第二電極層13之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)振動(dòng)傳感器I的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層11與第二電極層13之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層11與第二電極層13之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)上述過(guò)程，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。
[0058]圖3和圖4所示是本實(shí)用新型另一種【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器2。該振動(dòng)傳感器2包括依次層疊設(shè)置的第一電極層21，第一高分子聚合物絕緣層22，第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24。具體地，第一電極層21設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面上，第二電極層24設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面上，第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面朝向第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)25，使第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第一高分子聚合物絕緣層22、第二高分子聚合物絕緣層23和凸起結(jié)構(gòu)25共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；第一電極層21和第二電極層24為振動(dòng)傳感器2的輸出端。
[0059]該【具體實(shí)施方式】中，凸起結(jié)構(gòu)25的高度是I μ m-lmm。凸起結(jié)構(gòu)25優(yōu)選為多個(gè)，從而可以構(gòu)成多個(gè)空腔。多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)25的排列方式可以是規(guī)則的也可以是不規(guī)則的，例如這些多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)25可以構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列。相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
[0060]凸起結(jié)構(gòu)25在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面和/或第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0061]優(yōu)選的，凸起結(jié)構(gòu)25在其一側(cè)固定連接的表面上面連接，在其另一側(cè)固定連接表面上點(diǎn)連接或線連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面上面連接，在第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面上面連接，在第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接。通過(guò)凸起結(jié)構(gòu)與其固定連接表面形成的空腔，使點(diǎn)連接或線連接凸起結(jié)構(gòu)25支撐的那一側(cè)表面具有厚度方向位移和徑向方向位移。該表面徑向位移遠(yuǎn)大于厚度方向位移，從而使得振動(dòng)傳感器具有低頻振動(dòng)特性。因此，通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0062]第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23的厚度均是I μ m-lmm,且都可以是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0063]單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種，優(yōu)選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一種，且最優(yōu)選是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0064]復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚二甲基硅氧烷薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚丙烯薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
[0065]在該實(shí)施方式中，第一電極層21和第二電極層24對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0066]下面以僅在第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)25的情況為例說(shuō)明該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器的制備方法。
[0067]在第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)25，凸起結(jié)構(gòu)25采用與第一高分子聚合物絕緣層22相同的材料，該步驟可以采用，但不限于，絲網(wǎng)印刷方法；制備的凸起結(jié)構(gòu)25的高度控制在I μ m-lmm，可以制成條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的凸起陣列；相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離控制在0.lmm-lmm。凸起結(jié)構(gòu)25在第一高分子聚合物絕緣層22表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0068]然后通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而將凸起結(jié)構(gòu)25與第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面進(jìn)行固定連接，形成空腔。凸起結(jié)構(gòu)25在第二高分子聚合物絕緣層23表面上可以是面連接，也可以是點(diǎn)連接或線連接。點(diǎn)連接或線連接的固定連接方式，能夠更好的通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0069]然后，分別在第一高分子聚合物絕緣層22的第一側(cè)表面和第二高分子聚合物絕緣層23的第一側(cè)表面上濺射金屬以形成第一電極層21和第二電極層24。其中，等離子處理固定連接是指先使用等離子處理器對(duì)將被固定連接的表面進(jìn)行處理，然后在進(jìn)行固定連接，具體到該【具體實(shí)施方式】，是指先使用等離子處理器對(duì)第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面進(jìn)行處理，然后在將凸起結(jié)構(gòu)25與第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面進(jìn)行固定連接，等離子處理器例如可以采用東莞市耀天電氣科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為CSM-SSCl的單槍立式等離子表面處理機(jī)；壓敏膠(PSA)是壓敏膠粘劑的簡(jiǎn)稱，是一類對(duì)壓力有敏感性的膠粘劑，具體到該【具體實(shí)施方式】，使用壓敏膠固定連接是指將壓敏膠涂覆于第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面，待冷卻固化后，將第一高分子聚合物絕緣層22的第二側(cè)表面朝向第二高分子聚合物絕緣層23的第二側(cè)表面，輕壓粘結(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際操作可以選擇合適的壓敏膠，例如，可購(gòu)買自蘇州錦峰壓敏膠有限公司。
[0070]該【具體實(shí)施方式】中其它情況下的振動(dòng)傳感器的制造方法類似可知。
[0071]在外界振動(dòng)的作用下，該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器2的第一高分子聚合物絕緣層22上設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)25附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，會(huì)使第一電極層21和第二電極層24之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層21和第二電極層24之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)振動(dòng)傳感器2的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層21和第二電極層24之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層21和第二電極層24之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)上述過(guò)程，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。
[0072]圖5和圖6所示是本實(shí)用新型又一種【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器3。該振動(dòng)傳感器3包括依次層疊設(shè)置的第一電極層31，第一高分子聚合物絕緣層32，居間薄膜層33，第二高分子聚合物絕緣層34和第二電極層35。具體地，第一電極層31設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上；第二電極層35設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層34的第一側(cè)表面上，且居間薄膜層33設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面和第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面之間，并且居間薄膜層33的第一側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面相對(duì)，居間薄膜層33的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面相對(duì)；第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面或居間薄膜層33的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)36，使第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面與居間薄膜層33的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第一高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層33和凸起結(jié)構(gòu)36共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面或居間薄膜層33的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)37，使第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面與居間薄膜層33的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第二高分子聚合物絕緣層34、居間薄膜層33和凸起結(jié)構(gòu)37共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)；第一電極層31和第二電極層35為振動(dòng)傳感器3的兩個(gè)輸出端。
[0073]該【具體實(shí)施方式】中，凸起結(jié)構(gòu)的高度是I μ m-lmm。凸起結(jié)構(gòu)優(yōu)選為多個(gè)，從而可以構(gòu)成多個(gè)空腔。多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)的排列方式可以是規(guī)則的也可以是不規(guī)則的，例如這些多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)25可以構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列；相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
[0074]凸起結(jié)構(gòu)在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面和/或居間薄膜層33的第一側(cè)表面上面連接，和/或，第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面和/或居間薄膜層33的第二側(cè)表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為 0.lmm-5mm。
[0075]優(yōu)選的，凸起結(jié)構(gòu)在其一側(cè)固定連接的表面上面連接，在其另一側(cè)固定連接表面上點(diǎn)連接或線連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面上面連接,在居間薄膜層33的第一側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在居間薄膜層33第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上面連接，在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面上面連接，在居間薄膜層33的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在居間薄膜層33的第二側(cè)表面上面連接，在第二高分子聚合物絕緣層34的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接。
[0076]第一高分子聚合物絕緣層32，居間薄膜層33和第二高分子聚合物絕緣層34可以是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層，各聚合物薄膜層的厚度為I μ m-lmm。
[0077]單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種，優(yōu)選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一種，且最優(yōu)選是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0078]復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚二甲基硅氧烷薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚丙烯薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
[0079]在該【具體實(shí)施方式】中，第一電極層31和第二電極層35對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。[0080]下面以僅在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)的情況為例說(shuō)明該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器的制備方法。
[0081]在第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)36，凸起結(jié)構(gòu)36采用與第一高分子聚合物絕緣層32相同的材料，該步驟可以采用，但不限于，絲網(wǎng)印刷方法；制備的凸起結(jié)構(gòu)36的高度控制在I μ m-lmm，可以制成條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的凸起陣列。相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離控制在0.lmm-lmm。凸起結(jié)構(gòu)36在第一高分子聚合物絕緣層32表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0082]然后通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而將凸起結(jié)構(gòu)36與居間薄膜層33的第一側(cè)表面進(jìn)行固定連接，形成空腔。凸起結(jié)構(gòu)36在居間薄膜層33表面上可以是面連接，也可以是點(diǎn)連接或線連接。點(diǎn)連接或線連接的固定連接方式，能夠更好的通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0083]在第一高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上涂覆金屬形成第一電極層31，在第二高分子聚合物絕緣層34的第一側(cè)表面上涂覆金屬形成第二電極層35，然后按照第一電極層31，第一高分子聚合物絕緣層32，居間薄膜層33，第二高分子聚合物絕緣層34和第二電極層35的順序進(jìn)行組裝。其中，等離子處理固定連接是指先使用等離子處理器對(duì)將被固定連接的表面進(jìn)行處理，然后在進(jìn)行固定連接，具體到該【具體實(shí)施方式】，是指先使用等離子處理器對(duì)居間薄膜層33的第一側(cè)表面進(jìn)行處理，然后在將凸起結(jié)構(gòu)與居間薄膜層33的第一側(cè)表面進(jìn)行固定連接，等離子處理器例如可以采用東莞市耀天電氣科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為CSM-SSCl的單槍立式等離子表面處理機(jī)；壓敏膠(PSA)是壓敏膠粘劑的簡(jiǎn)稱，是一類對(duì)壓力有敏感性的膠粘劑，具體到該【具體實(shí)施方式】，使用壓敏膠固定連接是指將壓敏膠涂覆于居間薄膜層33的第一側(cè)表面，待冷卻固化后，將第一高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面朝向居間薄膜層33的第一側(cè)表面，輕壓粘結(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際操作可以選擇合適的壓敏膠，例如，可購(gòu)買自蘇州錦峰壓敏膠有限公司。
[0084]該【具體實(shí)施方式】中其它情況下的振動(dòng)傳感器的制作類似可知。
[0085]在外界振動(dòng)的作用下，第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層33之間設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)36附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，從而使第一高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層33相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，和/或，第二高分子聚合物絕緣層34與居間薄膜層33之間設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)37附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，從而使第二高分子聚合物絕緣層34與居間薄膜層33相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，因而使第一電極層31和第二電極層35之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層31和第二電極層35之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)振動(dòng)傳感器3的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層31和第二電極層35之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層31和第二電極層35之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)上述過(guò)程，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。
[0086]圖7和圖8所示是本實(shí)用新型又一種【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器4。該振動(dòng)傳感器4包括依次層疊設(shè)置的第一電極層41，第一高分子聚合物絕緣層42，居間電極層43，第二高分子聚合物絕緣層44和第二電極層45。具體地，第一電極層41設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面上；第二電極層45設(shè)置在第二高分子聚合物絕緣層44的第一側(cè)表面上，居間電極層43設(shè)置在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面之間，并且居間電極層43的第一側(cè)表面與第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，居間電極層43的第二側(cè)表面與第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置；第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面或居間電極層43的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)46，使第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面與居間電極層43的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第一高分子聚合物絕緣層42、居間電極層43和凸起結(jié)構(gòu)46共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面或居間電極層43的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)47，使第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面與居間電極層43的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，第二高分子聚合物絕緣層44、居間電極層43和凸起結(jié)構(gòu)47共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)。第一電極層41和第二電極層45串聯(lián)為振動(dòng)傳感器4的一個(gè)輸出端,居間電極層43為振動(dòng)傳感器4的另一個(gè)輸出端,或者,第一電極層41、第二電極層45和居間電極層43中的任意兩個(gè)作為振動(dòng)傳感器4的輸出端。
[0087]該【具體實(shí)施方式】中，凸起結(jié)構(gòu)的高度是I μ m-lmm。凸起結(jié)構(gòu)優(yōu)選為多個(gè)，從而可以構(gòu)成多個(gè)空腔。多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)的排列方式可以是規(guī)則的也可以是不規(guī)則的，例如這些多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列；相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
[0088]凸起結(jié)構(gòu)在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接,例如在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面和/或居間電極層43的第一側(cè)表面上面連接，和/或，第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面和/或居間電極層43的第二側(cè)表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為 0.lmm-5mm。
[0089]優(yōu)選的，凸起結(jié)構(gòu)在其一側(cè)固定連接的表面上面連接，在其另一側(cè)固定連接的表面上點(diǎn)連接或線連接，例如在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面上面連接，在居間電極層43的第一側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在居間電極層43的第一側(cè)表面上面連接，在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面上面連接，在居間電極層43的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接；或者，在居間電極層43的第二側(cè)表面上面連接，在第二高分子聚合物絕緣層44的第二側(cè)表面上點(diǎn)連接或線連接。通過(guò)凸起結(jié)構(gòu)與其固定連接表面形成的空腔，使點(diǎn)連接或線連接凸起結(jié)構(gòu)支撐的那一側(cè)表面具有厚度方向位移和徑向方向位移。該表面徑向位移遠(yuǎn)大于厚度方向位移，從而使得振動(dòng)傳感器具有低頻振動(dòng)特性。因此，通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0090]第一高分子聚合物絕緣層42和第二高分子聚合物絕緣層44的厚度均是I μ m-lmm,且都可以是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
[0091]單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種，優(yōu)選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚丙烯薄膜中的任意一種，且最優(yōu)選是聚二甲基硅氧烷薄膜。
[0092]復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚二甲基硅氧烷薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚酰亞胺薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜、或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚丙烯薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
[0093]在該實(shí)施方式中，第一電極層41和第二電極層45對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0094]所述居間電極層43為金屬或合金。其中，金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。居間電極層43的厚度優(yōu)選100 μ m-500 μ m,更優(yōu)選200 μ m。
[0095]下面以在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)46的情況為例說(shuō)明該【具體實(shí)施方式】的振動(dòng)傳感器的制備方法。
[0096]在第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面上設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)46，凸起結(jié)構(gòu)46采用與第一高分子聚合物絕緣層42相同的材料，該步驟可以采用，但不限于，絲網(wǎng)印刷方法；制備的凸起結(jié)構(gòu)46的高度控制在I μ m-lmm，可以制成條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的凸起陣列。相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離控制在0.lmm-lmm。凸起結(jié)構(gòu)46在第一高分子聚合物絕緣層42表面上面連接，每個(gè)面連接的寬度為0.lmm-5mm。
[0097]然后通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而將凸起結(jié)構(gòu)與居間電極層43的第一側(cè)表面進(jìn)行固定連接，形成空腔。凸起結(jié)構(gòu)46在居間電極層43表面上可以是面連接，也可以是點(diǎn)連接或線連接。點(diǎn)連接或線連接的固定連接方式，能夠更好的通過(guò)空腔的徑向振動(dòng)實(shí)現(xiàn)良好的低頻響應(yīng)。
[0098]在第一高分子聚合物絕緣層42的第一側(cè)表面上涂覆金屬形成第一電極層41，在第二高分子聚合物絕緣層44的第一側(cè)表面上涂覆金屬形成第二電極層45，然后按照第一電極層41，第一高分子聚合物絕緣層42，居間電極層43，第二高分子聚合物絕緣層44和第二電極層45的順序進(jìn)行組裝。其中，等離子處理固定連接是指先使用等離子處理器對(duì)將被固定連接的表面進(jìn)行處理，然后在進(jìn)行固定連接，具體到該【具體實(shí)施方式】，是指先使用等離子處理器對(duì)居間電極層43的第一側(cè)表面進(jìn)行處理，然后在將凸起結(jié)構(gòu)46與居間電極層43的第一側(cè)表面進(jìn)行固定連接，等離子處理器例如可以采用東莞市耀天電氣科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為CSM-SSCl的單槍立式等離子表面處理機(jī)；壓敏膠(PSA)是壓敏膠粘劑的簡(jiǎn)稱，是一類對(duì)壓力有敏感性的膠粘劑，具體到該【具體實(shí)施方式】，使用壓敏膠固定連接是指將壓敏膠涂覆于居間電極層43的第一側(cè)表面，待冷卻固化后，將第一高分子聚合物絕緣層42的第二側(cè)表面朝向居間電極層43的第一側(cè)表面，輕壓粘結(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際操作可以選擇合適的壓敏膠，例如，可購(gòu)買自蘇州錦峰壓敏膠有限公司。
[0099]該【具體實(shí)施方式】中其它情況下的振動(dòng)傳感器的制作類似可知。
[0100]在外界振動(dòng)的作用下，第一高分子聚合物絕緣層42上設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)46附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，從而使第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層43相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，和/或，第二高分子聚合物絕緣層44上設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)47附近的薄膜發(fā)生振動(dòng)，從而使第二高分子聚合物絕緣層44與居間電極層43相互接觸產(chǎn)生電信號(hào)，從而導(dǎo)致第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)振動(dòng)傳感器4的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)上述過(guò)程，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。
[0101]本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)主要集中在低頻頻段，其響應(yīng)帶寬主要集中在OHz和55Hz之間。由圖12和圖13頻譜對(duì)比可知，本實(shí)用新型的振動(dòng)傳感器對(duì)于OHz和5Hz之間的響應(yīng)能力遠(yuǎn)強(qiáng)于聚偏氟乙烯(PVDF)傳感器。對(duì)于心跳和呼吸振動(dòng)而言，其頻率主要集中在5Hz以下，由于本實(shí)用新型振動(dòng)傳感器具有更加優(yōu)異的低頻響應(yīng)性能，因而其更適用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
[0102]在上述各種【具體實(shí)施方式】中，當(dāng)復(fù)合聚合物層被采用時(shí)，其制備方法:
[0103]可選步驟，(I)當(dāng)聚合物基底材料為固體材料，例如聚偏氟乙烯時(shí)，將聚合物基底材料溶于常規(guī)有機(jī)溶劑中，例如二甲基乙酰胺(DMA)中形成聚合物基底材料液態(tài)溶液；
[0104](2)將聚合物基底材料液態(tài)溶液涂膜，干燥固化，從而得到聚合物基底層；當(dāng)聚合物基底材料為液體材料，例如聚二甲基硅氧烷時(shí)，直接進(jìn)行步驟(2)；以及
[0105](3)對(duì)聚合物基底層一側(cè)表面采用等離子處理，之后在其上涂覆另一聚合物層材料的液體溶液(制備方法同聚合物基底材料液態(tài)溶液)，然后干燥固化，從而得到復(fù)合聚合物層。
[0106]本實(shí)用新型的工藝方法除上述內(nèi)容外，其余均采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法或裝置。
[0107]下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)闡述本實(shí)用新型的方法的實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這不應(yīng)被理解為對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍的限制。
[0108]實(shí)施例
[0109]實(shí)施例1
[0110]本實(shí)施例振動(dòng)傳感器尺寸為30mmX 12mm,總厚度大約是400 μ m。該振動(dòng)傳感器包括依次層疊設(shè)置的第一電極層21，第一高分子聚合物絕緣層22，第二高分子聚合物絕緣層23和第二電極層24，如圖3和圖4所示。[0111]第一電極層21和第二電極層24所用材料為招箔,厚度為50 μ m。第一高分子聚合物絕緣層22為復(fù)合聚合物層，所用材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)與聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，厚度為150μπι。第二高分子聚合物絕緣層23為單一聚合物層，所用材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度為100 μ m。第一高分子聚合物絕緣層22與第二高分子聚合物絕緣層23相對(duì)的一側(cè)上設(shè)有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為30 μ m,條紋狀圖形的寬度為5mm，相鄰兩條紋狀圖形的間距為1mm。第一高分子聚合物絕緣層22和第二高分子聚合物絕緣層23進(jìn)行一體設(shè)置呈一體式。
[0112]圖9所示是聚偏氟乙烯壓電傳感器(PVDF壓電傳感器，錦州科信電子材料有限公司)與本實(shí)施例所示振動(dòng)傳感器的聲學(xué)性能測(cè)試示意圖。PVDF壓電傳感器的面積為30mmX 1.2mm, PVDF 厚度為 30 μ m。
[0113]將兩個(gè)傳感器平行固定，在同一聲源條件下(1kHz，40dB)，采用低通濾波器進(jìn)行測(cè)試。圖10 (a)所示是PVDF壓電傳感器探測(cè)聲波性能測(cè)量信號(hào)圖，圖10 (b)所示是PVDF壓電傳感器探測(cè)聲波性能濾波信號(hào)圖。圖11 (a)所示是本實(shí)施例振動(dòng)傳感器探測(cè)聲波性能測(cè)量信號(hào)圖，圖11 (b)所示是本實(shí)施例振動(dòng)傳感器探測(cè)聲波性能濾波信號(hào)圖。對(duì)比圖10(b)和圖11 (b)可以看出，PVDF壓電傳感器輸出信號(hào)輸出電壓為lmV，具有明顯的諧波干擾，導(dǎo)致信號(hào)畸變，而本實(shí)施例振動(dòng)傳感器輸出電壓為1.5mV,并保持完好的輸出信號(hào),不存在信號(hào)畸變。
[0114]圖12是本實(shí)施例振動(dòng)傳感器頻譜信號(hào)圖，圖13是PVDF壓電傳感器頻譜信號(hào)圖。對(duì)比圖12和圖13可以看出，PVDF壓電傳感器的頻率響應(yīng)具有較寬的帶寬，其響應(yīng)帶寬主要在50Hz和200Hz之間，而本實(shí)施例振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)主要集中在低頻頻段，其響應(yīng)帶寬主要集中在OHz和55Hz之間。對(duì)于心跳和呼吸振動(dòng)而言，主要集中在5Hz以下，由上述頻譜對(duì)比可知，本實(shí)施例振動(dòng)傳感器對(duì)于OHz和5Hz之間的響應(yīng)能力遠(yuǎn)強(qiáng)于PVDF壓電傳感器，因而其更適用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
[0115]實(shí)施例2
[0116]本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器尺寸為30mmX 12mm,總厚度大約是400 μ m。該振動(dòng)傳感器包括依次層疊設(shè)置的第一電極層11，第一高分子聚合物絕緣層12，和第二電極層13，如圖1和圖2所示。
[0117]第一電極層11和第二電極層13所用材料為銅箔,厚度為100 μ m。第一高分子聚合物絕緣層12為復(fù)合聚合物層，所用材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜與聚丙烯薄膜構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜(永泰塑料)，厚度為130μπι。第一高分子聚合物絕緣層12與第二電極層13相對(duì)的一側(cè)上設(shè)有菱形凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為50 μ m,菱形的長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)度為0.1mm,相鄰兩菱形的間距為0.1_。第一高分子聚合物絕緣層12與第二電極層13進(jìn)行一體設(shè)置呈一體式。
[0118]將本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器平行固定在培養(yǎng)皿上，在lkHz，40dB聲源條件下，采用低通濾波器進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)濾波處理，輸出電壓為1.2mV，本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器具有優(yōu)異的低頻檢測(cè)效果。
[0119]本實(shí)施例振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)主要集中在低頻頻段，其響應(yīng)帶寬主要集中在OHz和55Hz之間。適用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
[0120]實(shí)施例3[0121]本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器尺寸為30mmX 12mm,總厚度大約是1mm。該振動(dòng)傳感器3包括依次層疊設(shè)置的第一電極層31，第一高分子聚合物絕緣層32，居間薄膜層33，第二高分子聚合物絕緣層34和第二電極層35，如圖5和圖6所示。
[0122]第一電極層31所用材料為銅箔，其厚度為70 μ m，第二電極層35所用材料為鎢，其厚度為130 μ m。第一高分子聚合物絕緣層32和第二高分子聚合物絕緣層34均為單一聚合物層，所用材料均為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度均為100 μ m。居間薄膜層33為復(fù)合聚合物層，所用材料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)與聚丙烯薄膜(永泰塑料)構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，厚度為150μπι。居間薄膜層33的兩個(gè)側(cè)表面上均設(shè)有條紋狀凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為0.9mm，條紋狀圖形的寬度為4mm，相鄰兩條紋狀圖形的間距為
0.5mm。第一高分子聚合物絕緣層32，居間薄膜層33和第二高分子聚合物絕緣層34進(jìn)行一體設(shè)置呈一體式。
[0123]將本實(shí)施例振動(dòng)傳感器平行固定在培養(yǎng)皿上，在lkHz，40dB聲源條件下，采用低通濾波器進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)濾波處理，輸出電壓為1.2mV，本實(shí)施例振動(dòng)傳感器具有優(yōu)異的低頻檢測(cè)效果。
[0124]本實(shí)施例振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)主要集中在低頻頻段，其響應(yīng)帶寬主要集中在OHz和55Hz之間。適用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
[0125]實(shí)施例4
[0126]本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器尺寸為30mmX 12mm,總厚度大約是1mm。該振動(dòng)傳感器4包括依次層疊設(shè)置的第一電極層41，第一高分子聚合物絕緣層42，居間電極層43，第二高分子聚合物絕緣層44和第二電極層45，如圖7和圖8所示。
[0127]第一電極層41和第二電極層45所用材料為銅箔,其厚度為100 μ m,居間電極層43所用材料為鋁箔，其厚度為100 μ m ;第一高分子聚合物絕緣層42采用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)與聚二甲基硅氧烷薄膜(永泰塑料)構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜，厚度為150 μ m，第二高分子聚合物絕緣層44所用材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(永泰塑料)，厚度為150 μ m。第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層43相對(duì)的側(cè)表面上設(shè)有Z字形凸起結(jié)構(gòu)，凸起高度為1mm，Z字形圖形的寬度為5mm，相鄰兩Z字形圖形的間距為1mm。第一高分子聚合物絕緣層42與居間電極層43進(jìn)行一體設(shè)置呈一體式。
[0128]將本實(shí)施例的振動(dòng)傳感器平行固定在培養(yǎng)皿上，在lkHz，40dB聲源條件下，采用低通濾波器進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)濾波處理，輸出電壓為1.0mV，本實(shí)施例振動(dòng)傳感器具有優(yōu)異的低頻檢測(cè)效果。
[0129]本實(shí)施例振動(dòng)傳感器的頻率響應(yīng)主要集中在低頻頻段，其響應(yīng)帶寬主要集中在OHz和55Hz之間。適用于對(duì)心跳、呼吸等低頻振動(dòng)的檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)傳感器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，和第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面朝向所述第二電極層的第二側(cè)表面設(shè)置； 所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述第二電極層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使得所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面和所述第二電極層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)； 所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
2.一種振動(dòng)傳感器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面朝向所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面設(shè)置； 所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔；所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)； 所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
3.一種振動(dòng)傳感器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述居間電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之間，并且所述居間電極層的第一側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，所述居間電極層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置； 所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間電極層的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間電極層的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述居間電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間電極層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間電極層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物絕緣層、所述居間電極層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)； 所述居間電極層、所述第一電極層和所述第二電極層中的任意兩者或三者形成所述振動(dòng)傳感器的輸出端。
4.一種振動(dòng)傳感器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間薄膜層，第二高分子聚合物絕緣層以及第二電極層；其中所述第一電極層設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上，所述第二電極層設(shè)置在所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；所述居間薄膜層為聚合物薄膜層，設(shè)置在所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面之間，并且所述居間薄膜層的第一側(cè)表面與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置，所述居間薄膜層的第二側(cè)表面與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面相對(duì)設(shè)置； 所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間薄膜層的第一側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間薄膜層的第一側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述居間薄膜層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，和/或，所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面或所述居間薄膜層的第二側(cè)表面上設(shè)置有至少一個(gè)凸起結(jié)構(gòu)，使所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面與所述居間薄膜層的第二側(cè)表面相互固定連接，由此形成空腔，所述第二高分子聚合物絕緣層、所述居間薄膜層和所述凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)； 所述第一電極層和所述第二電極層為所述振動(dòng)傳感器的兩個(gè)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述固定連接是通過(guò)等離子處理固定連接或使用壓敏膠固定連接而實(shí)現(xiàn)的固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述凸起結(jié)構(gòu)的高度為.1μ m-lmm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述凸起結(jié)構(gòu)構(gòu)成橫截面為條紋狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu)或叉指結(jié)構(gòu)的陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述凸起結(jié)構(gòu)在其至少一側(cè)固定連接的表面上面連接，每個(gè)面連接的覽度為0.
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述凸起結(jié)構(gòu)在其一側(cè)固定連接的表面上面連接；在其另一側(cè)固定連接的表面上點(diǎn)連接或線連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1_4、8或9中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)之間的距離是0.lmm-lmm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
12.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述第二高分子聚合物絕緣層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述居間薄膜層是單一聚合物層或復(fù)合聚合物層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種；所述復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種； 所述復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯?)縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述單一聚合物層所用材料選自聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種； 所述復(fù)合聚合物層所用材料是聚二甲基硅氧烷薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚丙烯薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意二者構(gòu)成的復(fù)合聚合物薄膜。
【文檔編號(hào)】A61B5/0245GK203710011SQ201320852000
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】王竹, 林同福, 趙豪 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司