本发明属于传感器，特别是涉及一种具有压距传感功能的全柔性电涡流系统及其研制方法，可用于非金属曲面之间的距离和压力测量。
背景技术：
1、柔性传感器在工业生产过程中得到了越来越广泛的应用，如在狭小曲面层间距离监测场景中，需要尽可能纤薄且柔软的传感器同时对距离和压力进行监测；同时，随着制造水平的提高以及特殊场景的需要，许多设备零部件采用了非金属构件，越来越多的场景需要传感器能够对非金属材质之间的距离和压力进行检测。传统传感器多为刚性，体积大，安装不便，不适用于狭小曲面层间的测量；电涡流传感器由于电涡流效应的限制，只能用于测量其与金属导体的距离，无法用于测量探头与非金属目标物的距离；目前，国内外对于传感器的研究多是开发用于测量单一物理量的柔性传感器，如利用电涡流效应进行距离检测，利用压阻效应进行压力检测。现有的用于测量距离、压力等物理量的多功能传感器所用的策略多是将多个探头进行组合，从而达到多功能的效果。此外，对于柔性传感器，研究多集中在开发新型材料，增大测量范围，提高灵敏度等方面，对于探头结构以及目标物的改进仍有较大提升空间。因此，亟需研制一种可用于非金属狭小曲面层间，可同时对距离和压力进行监测的全柔性传感器。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种具有压距传感功能的全柔性电涡流系统及其研制方法。全柔性电涡流系统包括由导电高分子复合材料制备而成的柔性线圈和柔性薄膜，具有柔韧性好、厚度薄、灵敏度高和一致性好的优点。同时，柔性薄膜可贴附于各类材质目标物表面，突破了传统电涡流传感器无法检测非金属目标物的限制。该系统可同时监测非金属物中狭小曲面层间距离和压力，还可应用于大型机械的零部件装配过程的监测。
2、本发明提出的具有压距传感功能的全柔性电涡流系统研制方法，包括以下步骤：
3、(1)称取一定质量的基底高分子材料于容器中，根据所需比例，加入相应质量的导电填料，向容器中加入一定量有机溶剂，将容器放入带有超声和水浴加热功能的搅拌机中充分混合均匀，待有机溶剂蒸发后加入一定量催化剂和交联剂，搅拌均匀，得到待硫化的导电高分子复合材料；
4、(2)将所述待硫化的导电高分子复合材料压入柔性线圈模具的凹槽中，除去多余混合物，使用铜箔连接柔性线圈端部引线，用fpc导线连接柔性线圈中心点，铜箔和fpc引线作为柔性线圈两端电极；将(1)中所述待硫化的导电高分子复合材料压入柔性薄膜模具的凹槽中，除去多余混合物；等待所述柔性线圈模具和柔性薄膜模具中的导电高分子复合材料充分硫化后得到柔性线圈导电层和柔性薄膜导电层；
5、(3)分别在所述柔性线圈模具和柔性薄膜模具上表面沿柔性线圈导电层和柔性薄膜导电层四周粘贴具有一定厚度的亚克力胶条，然后称取一定质量的高分子材料和固化剂于容器中混合均匀，分别铺敷在柔性线圈模具和柔性薄膜模具上表面的亚克力胶条中间，除去高于亚克力胶条的高分子材料，待其硫化成型，形成上表面封装层；
6、(4)分别将所述带有上表面封装层的柔性线圈导电层和柔性薄膜导电层从模具中取出，将未封装的一面朝上，放置于水平面板上，分别在柔性线圈导电层和柔性薄膜导电层四周的水平面板上粘贴一定厚度的亚克力胶条，称取一定质量的高分子材料和固化剂于容器中混合均匀，分别铺敷在柔性线圈导电层和柔性薄膜导电层上，除去高于亚克力胶条的高分子材料，待其硫化成型，形成下表面封装层，即得到带有封装的柔性线圈和柔性薄膜。
7、本发明研制的全柔性电涡流系统用于对非金属目标物进行距离和压力测量的原理如下：
8、全柔性电涡流系统由导电高分子复合材料研制而成的柔性线圈和柔性薄膜组成，因导电高分子复合材料具有导电性，使得柔性线圈和柔性薄膜成为柔性导体。柔性线圈在交流电源的激励下在其周围会产生交变磁场，交变磁场作用于具有导电性的柔性薄膜上，在柔性薄膜中产生电涡流，电涡流产生的磁场反作用于柔性线圈，改变了柔性线圈和柔性薄膜之间的互感，影响柔性线圈的阻抗。柔性线圈和柔性薄膜目标物之间的距离发生变化时，电涡流效应强度发生变化，进而导致柔性线圈的阻抗发生变化；当柔性线圈和柔性薄膜接触并产生压力时，柔性线圈内部由导电填料形成的导电网络因受力而发生变化，导致柔性线圈阻抗发生变化。在柔性线圈和柔性薄膜目标物之间的距离减小到压力加载的过程中，柔性线圈阻抗持续变化，阻抗与距离/压力之间存在对应关系，通过测量阻抗的变化从而实现距离和压力的测量。
9、本发明的特点及效果：
10、1.本发明研制的全柔性电涡流系统由柔性线圈和柔性薄膜组成，传感单元和目标物均为全柔性材料。
11、2.本发明研制的全柔性电涡流系统，突破了传统电涡流传感器的适用范围，可将柔性薄膜贴附于非金属表面，用于非金属条件下的状态监测。
12、3.本发明研制的全柔性电涡流系统，可同时对距离和压力两个物理量进行测量，简化了探头结构，降低了制备成本。
13、4.本发明研制的柔性线圈和柔性薄膜目标物整体厚度分别可控制在0.6mm和0.3mm以内，质地柔软、纤薄，可贴附于狭小曲面层间的目标物表面。
14、5.本发明研制的柔性线圈的封装层厚度薄，且可保证不同批次线圈封装厚度一致，有效提高探头灵敏度和一致性。研制过程使用的亚克力胶条厚度可控、易于贴附，相比于模具封装法，密封性好、无缝隙不易渗漏。
1.一种具有压距传感功能的全柔性电涡流系统，其特征在于，包括由导电高分子复合材料研制而成的柔性线圈和柔性薄膜，柔性线圈作为传感单元，柔性薄膜作为目标物。
2.根据权利要求1所述的柔性线圈，其特征在于，由柔性线圈导电层、fpc引线、上表面封装层、下表面封装层和电极组成；所述柔性薄膜，其特征在于，由柔性薄膜导电层、上表面封装层、下表面封装层组成；所述柔性线圈和柔性薄膜的研制方法包括以下步骤：
