柔性超声传感器及封装方法

　　1、近年来，随着科学技术的不断进步和发展，人们对日常生活及生产监测中的各种传感设备提出了新的要求。在现代科技领域，柔性传感器具有灵活性强、适应性好、轻量化、低成本、易于集成、多功能性、低功耗和实时监测等诸多优点，使其逐渐成为各种应用中的重要组成部分。与传统刚性传感器相比，柔性压力传感器因具有良好的弹性和柔性，能够与应用表面保形贴合，在曲面上可捕获高质量的压力信九游科技有限公司,九游官方网站,九游j9号，具备良好的传感性能。

　　2、不同类型的柔性传感器尽管工作原理不同，但都是由柔性基底、敏感材料以及导电电极组成。其中，弹性基底使柔性传感器具有一定的柔性与应变能力，从而充分贴合不规则表面，获取激励信号。敏感材料构建的导电网络使传感结构具备一定的导电性和灵敏度，是柔性传感器最重要的组成部分，决定着传感器的性能。

　　3、压电材料能够将微小机械形变转化为电信号，从而实现力信号与电信号之间的转化，在材料科学和工程领域获得了广泛的关注。当传感器受到外界激励时，压电材料通过压电效应产生电信号并通过连线将电信号传出，使其具备传感性能。

　　5、局部放电是电气设备发生绝缘故障的主要前兆。在局部放电发生时，往往会伴有脉冲电流、电磁波、超声波、光信号、气体等物理特征出现。通过检测这些物理量并及时发现设备内部存在的局放缺陷，便可实现故障预警，保障设备安全和供电可靠性。超声波法作为种非侵入式局部放电检测法，便携且无破坏性。然而，电气设备内部局放产生的超声信号本身较弱，且传播至设备表面后声信号衰减明显。电气设备所处的环境存在电磁信号和噪声信号，这可能影响检测系统中的电学设备的正常运行。因此需要提升传感器的灵敏度，增加传感器的可检测范围和稳定性。此外，需要对传感器进行良好的电磁屏蔽设计，以减小或消除环境中复杂电磁信号和噪声信号的干扰。

　　6、单一的顶电极传感器检测范围和灵敏度有限，为提升柔性传感器的性能，并提高传感器的稳定性，可设计传感器并联结构。并联结构是在单个顶电极传感的基础上，通过集成多个顶电极形成一个多样化的结构，达到提升监测灵敏度及稳定性的目的。然而，传感器并联不仅仅只是把多个的单片传感器粘贴在检测表面，而是需要通过特定的电路设计将多个传感单元以更简单的方式连接，运用更简单的电路设计传感器，实现对大面积或多种信号感知。相比于单个传感器，传感器的优势在于阵列为数据的测量增加了更多信号检测源，从而能够收集更多的信号。

　　7、在背景技术部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

　　1、针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种柔性超声传感器及封装方法，实现大面积或多种信号的感知，实现柔性超声传感器检测范围和稳定性的提升，更加安全可靠。

　　7、多个顶电极，其设于所述pzt压电薄膜，多个顶电极通过柔性铜箔胶带及导电银浆形成并联电极结构，

　　10、单芯导线，其连接所述内部引线、输出端引线，其包括连接所述单芯导线、所述的柔性超声传感器中，所述传感器外壳包括一对外侧导电内侧绝缘且有粘性的柔性薄膜材料。

　　14、所述的柔性超声传感器中，所述顶电极与底电极之间设有绝缘屏蔽结构以防止导通。

　　15、所述的柔性超声传感器中，柔性铜箔胶带一端贴附在顶电极或底电极上完成连接，另一端通过焊接的方式与单芯导线、所述的柔性超声传感器中，所述单芯导线一端与柔性铜箔胶带相连，另一端与bnc线的信号线、所述的柔性超声传感器中，所述单芯导线以及传感器外壳存在电磁屏蔽层，在单芯导线与bnc线连接处将传感器外壳与bnc地线、柔性超声传感器的封装方法包括以下步骤，

　　19、将带有开口阵列的掩模版放置在pzt压电薄膜上得到不同的顶电极并联阵列，在背面利用胶带将pzt压电薄膜与掩模版之间进行固定，使pzt压电薄膜紧贴掩模版，确保溅射出来的电极形状与掩模版开口形状一致，在底电极处，用镊子划几道划痕，使pzt压电薄膜下层的底电极暴露出来，将掩模版和pzt压电薄膜置于喷金仪中溅射电极之后取出；

　　20、将喷好电极的pzt压电薄膜置于pet薄膜绝缘且有粘性的那一侧，将聚酰亚胺盖在pzt薄膜之上，保证顶电极和底电极通过聚酰亚胺膜的开孔暴露出来；

　　21、利用柔性铜箔胶带将多个顶电极连接在一起，形成并联电极结构，顶电极与柔性铜箔胶带之间使用导电银浆，两条柔性铜箔胶带分别用于顶电极和底电极的连接；

　　23、取两根单芯导线分别连接顶电极和底电极，取一根单端bnc线，将两条单芯导线分别与单端bnc线的信号线以及外屏蔽线、所述的封装方法中，连接顶电极的单芯导线与bnc线的信号线的连接处贴一层聚酰亚胺薄膜，防止信号线、所述的封装方法中，两条单芯导线与bnc线的连接处以及两条单芯导线的外侧缠绕一层柔性铜箔胶带。

　　27、本发明提供一种稳定的柔性超声传感器封装制备工艺，可充分发挥柔性压电薄膜的压电性能。顶电极并联排列结构可实现大面积信号检测以及多种信号检测，可稳定提升传感器的检测灵敏度以及使用稳定性。并联结构封装屏蔽手段可防止传感器内部线路导通以及实现传感器外部电磁干扰及噪声屏蔽。从而提高柔性压电超传感器在复杂环境下的稳定性和可靠性。在断铅实验中展现的灵敏度更高，能够检测到更多的超声信号信息。

　　28、所述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

　　5.如权利要求1所述的柔性超声传感器，其特征在于，柔性铜箔胶带一端贴附在顶电极或底电极上完成连接，另一端通过焊接的方式与单芯导线所述的柔性超声传感器，其特征在于，所述单芯导线一端与柔性铜箔胶带相连，另一端与bnc线的信号线所述的柔性超声传感器，其特征在于，所述单芯导线以及传感器外壳存在电磁屏蔽层，在单芯导线与bnc线连接处将传感器外壳与bnc地线中任一项所述的柔性超声传感器的封装方法。

　　技术总结公开了柔性超声传感器及封装方法，柔性超声传感器中，传感器外壳为柔性结构；薄膜电极设于所述传感器外壳内，多个顶电极设于所述PZT压电薄膜，多个顶电极通过柔性铜箔胶带及导电银浆形成并联电极结构，底电极位于PZT压电薄膜下侧且与所述顶电极绝缘，内部引线连接薄膜电极；单芯导线连接所述内部引线；输出端引线包括连接所述单芯导线的BNC线。