微納級(jí)電磁柵尺及其制造裝置及制造方法及位移檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種微納級(jí)電磁柵尺及其制造裝置及制造方法及位移檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的微納級(jí)電磁柵尺是基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺，通過(guò)電磁傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量（如位移、壓力、流量、振動(dòng)等）轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓或電流的變化量輸出，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換和測(cè)量。本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺制造方法是基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)，設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單易操作，便于大規(guī)模制造，得到的柵線(xiàn)平行度好，且刻線(xiàn)均勻。本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的制造裝置，是近場(chǎng)電紡直寫(xiě)設(shè)備，具有良好的自動(dòng)控制性能。本發(fā)明的位移檢測(cè)系統(tǒng)，利用鎢針作為探頭，用脈沖技術(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，檢測(cè)精度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微納級(jí)電磁柵尺及其制造裝置及制造方法及位移檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微納級(jí)電磁柵尺及其制造裝置及方法及位移檢測(cè)系統(tǒng)，屬于微納級(jí)位移傳感監(jiān)測(cè)工具制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓靜電紡絲技術(shù)，是國(guó)內(nèi)外最近十幾年發(fā)展起來(lái)的用于制備超細(xì)纖維的重要方法。電紡絲技術(shù)最早由Formhzls在1934年提出，隨后Taylor等人于1964年對(duì)靜電紡絲過(guò)程中帶電聚合物的變形提出了泰勒錐這一概念，直到上個(gè)世紀(jì)90年代人們開(kāi)始廣泛關(guān)注電紡絲技術(shù)。孫道恒等人于2006年提出了近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)，近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)具有可靠的沉積精度，且參數(shù)可控，為電紡納米纖維產(chǎn)業(yè)開(kāi)拓了 一種新的方法。
[0003]早期的結(jié)構(gòu)型敏感元件利用物質(zhì)的機(jī)械尺寸或形狀受外界環(huán)境引起的變化來(lái)探測(cè)外界物質(zhì)世界的參量。I860年，自從人類(lèi)發(fā)明了利用銅線(xiàn)圈電阻變化檢測(cè)溫度開(kāi)始，解開(kāi)了人類(lèi)對(duì)傳感器研究的序幕。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步出現(xiàn)了熱敏電阻、熱電偶等電子原件。20世紀(jì)70年代，微電子技術(shù)促進(jìn)了各種半導(dǎo)體傳感器的發(fā)展。80年代初期，集成傳感器和只能傳感器成為了電感器的主流，他們主要是充分采用了微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展。90年代開(kāi)始，微電子技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了微機(jī)械技術(shù)(MEMS)的興起和發(fā)展。
[0004]電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量(如位移、壓力、流量、振動(dòng)等)轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓或電流的變化量輸出，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換和測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種微納級(jí)電磁柵尺。本發(fā)明的微納級(jí)電磁柵尺是基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺，能夠進(jìn)行納米級(jí)別的位移測(cè)量，具有良好的測(cè)
量精度。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的操作方便的微納級(jí)電磁柵尺的制造裝置。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作方便的微納級(jí)電磁柵尺的制造方法。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種檢測(cè)簡(jiǎn)單方便的微納級(jí)電磁柵尺的位移檢測(cè)系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的微納級(jí)電磁柵尺，包括有不導(dǎo)電基板、聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)、不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，在不導(dǎo)電基板上沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)，且在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜可以保護(hù)電紡電磁柵刻線(xiàn)。
[0010]上述規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)由多個(gè)周期的曲線(xiàn)段構(gòu)成。
[0011]上述曲線(xiàn)段為S形，聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的排列為方正的S型。[0012]上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)分布均勻且平行排布；且規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)接通微電流電源，纖維線(xiàn)內(nèi)部產(chǎn)生定向電流。并在磁性薄膜上錄磁制成磁柵尺。
[0013]上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)是通過(guò)陣列噴頭近場(chǎng)電紡直寫(xiě)形成，是用高分子聚合物電紡沉積而成，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜是不導(dǎo)電高分子聚合物薄膜。
[0014]本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的制造裝置，包括有XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、紡絲噴針、注射器、注射泵、高壓電源、高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器、電紡控制器、微電流檢測(cè)器，其中XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)用于固定基板，并提供XY平面方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌用于提供Z方向的距離控制；用于實(shí)施電紡的紡絲噴針裝設(shè)在用于為電紡提供聚合物材料的注射器的下端，用于為注射器提供推力的注射泵裝設(shè)在注射器的上端，注射泵與注射泵控制器連接，注射泵控制器用于控制注射泵的工作狀態(tài)；高壓電源用于為紡絲噴針提供電壓，且高壓電源與高壓電源控制器連接，高壓電源控制器用于控制高壓電源的工作狀態(tài)；用于控制Z軸導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的Z軸運(yùn)動(dòng)控制器與Z軸導(dǎo)軌的驅(qū)動(dòng)裝置連接；用于控制XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作狀態(tài)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器與XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；用于檢測(cè)電紡電流參數(shù)的微電流檢測(cè)器裝設(shè)在平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的旁側(cè)，微電流檢測(cè)器將檢測(cè)的電紡電流參數(shù)反饋給用于確定電紡狀態(tài)并調(diào)節(jié)電紡參數(shù)的電紡控制器，高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器與電紡控制器連接，電紡控制器用于在生產(chǎn)制造中協(xié)調(diào)控制高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器的控制狀態(tài)。可以通過(guò)調(diào)節(jié)電紡參數(shù)，選擇柵線(xiàn)寬度。
[0015]本發(fā)明基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺制造方法，包括以下步驟:
16)制作尺坯:切割一塊基板，并清洗干凈；
17)電紡S型柵線(xiàn):在基板上通過(guò)近場(chǎng)電紡的方法，直寫(xiě)沉積出規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)；
18)覆膜:在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)的保護(hù)；
19)接通電源:對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)接通微電流電源，完成電磁柵尺制造。
[0016]上述步驟17)電紡S型柵線(xiàn)通過(guò)基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)所刻?hào)啪€(xiàn)范圍能選擇從幾納米到幾微米。
[0017]上述步驟17)電紡S型柵線(xiàn)的方法是:將基板沿電紡運(yùn)動(dòng)方向固定在XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，啟動(dòng)電紡裝置，通過(guò)微電流檢測(cè)器檢測(cè)電紡電流參數(shù)，并反饋給電紡控制器，從而改變高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器的控制參數(shù)，改變電紡參數(shù)，從而使得所紡聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)貼合基板面寬度和所要加工柵尺柵距相同。
[0018]本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的測(cè)量系統(tǒng)，包括有用于精確定位的鎢針、電感式傳感器、脈沖計(jì)數(shù)器，其中用鎢針作為感應(yīng)器件劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，電感式傳感器在鎢針劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生電流脈沖，脈沖計(jì)數(shù)器記下電感式傳感器產(chǎn)生電流脈沖的脈沖數(shù)量從而確定鎢針的位移量。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺，能夠進(jìn)行納米級(jí)別的位移測(cè)量；
2)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺，基于電感效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，具有良好的精度；
3)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺制造方法，基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)，其設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單易操作，便于大規(guī)模制造；
4)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺制造方法，基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)，得到柵線(xiàn)平行度好且刻線(xiàn)均勻。
[0020]5)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺的制造裝置，是近場(chǎng)電紡直寫(xiě)設(shè)備，具有良好的自動(dòng)控制性能。
[0021]6)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺的位移檢測(cè)系統(tǒng)，利用鎢針作為探頭，檢測(cè)精度很高。
[0022]7)本發(fā)明所述基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺的檢測(cè)系統(tǒng)，用脈沖技術(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，是一種增量式測(cè)量方法。
[0023]本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的微納級(jí)電磁柵尺及其制造裝置及制造方法及位移檢測(cè)系統(tǒng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為近場(chǎng)電紡直寫(xiě)裝置示意圖；
圖2為所述微納級(jí)電磁柵尺制造流程圖；
圖3為基板經(jīng)過(guò)電紡加工后沉積結(jié)構(gòu)的俯視圖；
圖4為基板經(jīng)過(guò)電紡加工后沉積結(jié)構(gòu)的剖面圖；
圖5為覆蓋保護(hù)膜后電柵尺的剖面圖；
圖6為電磁柵尺測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例:
本發(fā)明的微納級(jí)電磁柵尺，包括有不導(dǎo)電基板、聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)、不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，在不導(dǎo)電基板上沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)，且在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜可以保護(hù)電紡電磁柵刻線(xiàn)。
[0026]上述規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)由多個(gè)周期的曲線(xiàn)段構(gòu)成。
[0027]上述曲線(xiàn)段為S形，聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的排列為方正的S型。
[0028]上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)分布均勻且平行排布；且規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)接通微電流電源，纖維線(xiàn)內(nèi)部產(chǎn)生定向電流。并在磁性薄膜上錄磁制成磁柵尺。
[0029]上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)是通過(guò)陣列噴頭近場(chǎng)電紡直寫(xiě)形成，是用高分子聚合物電紡沉積而成，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜是不導(dǎo)電高分子聚合物薄膜。
[0030]本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺結(jié)構(gòu)的制造裝置如圖1所示，是一種近場(chǎng)電紡直寫(xiě)裝置，圖1中，XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I用于固定基板13，并提供XY平面方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；2軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌2用于提供Z方向的距離控制；紡絲噴針3用于實(shí)施電紡；注射器4用于為電紡提供聚合物材料；注射泵5用于為注射器4提供推力；高壓電源6用于為紡絲噴針提供電壓；高壓電源控制器7用于控制高壓電源6的工作狀態(tài)；注射泵控制器8用于控制注射泵5的工作狀態(tài)；z軸運(yùn)動(dòng)控制器9用于控制Z軸導(dǎo)軌2的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器10用于控制XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I的工作狀態(tài)；電紡控制器11用于在生產(chǎn)制造中協(xié)調(diào)控制高壓電源控制器7、注射泵控制器8、Ζ軸運(yùn)動(dòng)控制器9、ΧΥ運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器10的控制狀態(tài)、微電流檢測(cè)器12用于檢測(cè)電紡電流參數(shù)，并反饋給電紡控制器11，用于確定電紡狀態(tài)并調(diào)節(jié)電紡參數(shù)。
[0031]本發(fā)明所述基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)的光柵尺制造方法的流程圖如圖2所示，包括如下步驟:
16)制作尺坯:切割一塊基板13，并清洗干凈；
17)電紡S型柵線(xiàn):在基板13上通過(guò)近場(chǎng)電紡的方法，直寫(xiě)沉積出規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)；基板經(jīng)過(guò)電紡加工后沉積的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示；聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14是導(dǎo)電聚合物纖維絲線(xiàn)。
[0032]18)覆膜:在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜15，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)的保護(hù)，覆蓋保護(hù)膜后電磁柵尺的剖面圖如圖4、5所示。
[0033]19)接通電源:對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)接通微電流電源20，完成電磁柵尺制造，得到微納級(jí)電磁柵尺。
[0034]本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的位移檢測(cè)系統(tǒng)的原理圖如圖6所示，包括有用于精確定位的鎢針21、電感式傳感器22、脈沖計(jì)數(shù)器23，其中用鎢針21作為感應(yīng)器件劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14，電感式傳感器22在鎢針21劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14時(shí)產(chǎn)生電流脈沖，脈沖計(jì)數(shù)器23記下電感式傳感器22產(chǎn)生電流脈沖的脈沖數(shù)量從而確定鎢針21的位移量。此外，可以通過(guò)電磁傳感器利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量(如位移、壓力、流量、振動(dòng)等)轉(zhuǎn)換成線(xiàn)圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓或電流的變化量輸出，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換和測(cè)量。
[0035]本發(fā)明的工作原理如下:
本發(fā)明近場(chǎng)電紡可以實(shí)現(xiàn)直徑由納米級(jí)到微米級(jí)范圍內(nèi)近百種不同聚合物納米纖維、各種類(lèi)型聚合物、無(wú)機(jī)物復(fù)合納米纖維及無(wú)機(jī)納米纖維的制備。因此所述電感效應(yīng)微納級(jí)電磁柵尺的柵距可控制在幾納米到幾微米之間。
[0036]本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的位移檢測(cè)系統(tǒng)，電感式傳感器22可以與通電的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14產(chǎn)生感應(yīng)，從而在鎢針21劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)14時(shí)產(chǎn)生電流脈沖。脈沖計(jì)數(shù)器23記下脈沖數(shù)量從而確定鎢針21的位移量。
[0037]本發(fā)明的基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺，是通過(guò)電紡直寫(xiě)技術(shù)在基板上直寫(xiě)規(guī)則排列的導(dǎo)電聚合物纖維陣列。電紡直寫(xiě)技術(shù)可以直寫(xiě)幾納米到幾百納米的導(dǎo)電聚合物纖維絲線(xiàn)，因此可以用來(lái)制作精度很高的導(dǎo)電刻線(xiàn)。將導(dǎo)電聚合物纖維絲線(xiàn)接入電源，使導(dǎo)電聚合物纖維絲線(xiàn)通有電流。鎢針21針頭極細(xì)，可以用于測(cè)量電磁柵距。本發(fā)明微納級(jí)電磁柵尺的位移檢測(cè)系統(tǒng)，由于當(dāng)鎢針21劃過(guò)導(dǎo)電的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)(14)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流脈沖，因此可以通過(guò)電感式傳感器22感應(yīng)電磁變化從而判斷鎢針21相對(duì)該電磁柵尺的位置。
【權(quán)利要求】
1.一種微納級(jí)電磁柵尺，其特征在于包括有不導(dǎo)電基板、聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)、不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，在不導(dǎo)電基板上沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)，且在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜可以保護(hù)電紡電磁柵刻線(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級(jí)電磁柵尺，其特征在于上述規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)由多個(gè)周期的曲線(xiàn)段構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級(jí)電磁柵尺，其特征在于上述曲線(xiàn)段為S形，聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的排列為方正的S型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級(jí)電磁柵尺，其特征在于上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)分布均勻且平行排布；且規(guī)則排列的聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)接通微電流電源，纖維線(xiàn)內(nèi)部產(chǎn)生定向電流，并在磁性薄膜上錄磁制成磁柵尺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納級(jí)電磁柵尺，其特征在于上述聯(lián)通電紡導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)是通過(guò)陣列噴頭近場(chǎng)電紡直寫(xiě)形成，是用高分子聚合物電紡沉積而成，不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜是不導(dǎo)電高分子聚合物薄膜。
6.一種微納級(jí)電磁柵尺的制造裝置，其特征在于包括有XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)、Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(2)、紡絲噴針(3)、注射器(4)、注射泵(5)、高壓電源(6)、高壓電源控制器(7)、注射泵控制器(8)、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器(9)、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器(10)、電紡控制器(11)、微電流檢測(cè)器(12)，其中XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)用于固定基板(13)，并提供XY平面方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；Z軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌(2)用于提供Z方向的距離控制；用于實(shí)施電紡的紡絲噴針(3)裝設(shè)在用于為電紡提供聚合物材料的注射器(4)的下端，用于為注射器(4)提供推力的注射泵(5)裝設(shè)在注射器(4)的上端，注射泵(5)與注射泵控制器(8)連接，注射泵控制器(8)用于控制注射泵(5)的工作狀態(tài)；高壓電源(6)用于為紡絲噴針(3)提供電壓，且高壓電源(6)與高壓電源控制器(7 )連接，高壓電源控制器(7 )用于控制高壓電源(6 )的工作狀態(tài)；用于控制Z軸導(dǎo)軌(2)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的Z軸運(yùn)動(dòng)控制器(9)與Z軸導(dǎo)軌(2)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；用于控制XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)的工作狀態(tài)的XY平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器(10)與XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)的驅(qū)動(dòng)裝置連接；用于檢測(cè)電紡電流參數(shù)的微電流檢測(cè)器(12)裝設(shè)在平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1)的旁側(cè)，微電流檢測(cè)器(12)將檢測(cè)的電紡電流參數(shù)反饋給用于確定電紡狀態(tài)并調(diào)節(jié)電紡參數(shù)的電紡控制器(11)，高壓電源控制器(7)、注射泵控制器(8)、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器(9)、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器(10 )與電紡控制器(11)連接，電紡控制器(11)用于在生產(chǎn)制造中協(xié)調(diào)控制高壓電源控制器(7)、注射泵控制器(8)、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器(9)、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器(10)的控制狀態(tài)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電紡參數(shù)，選擇柵線(xiàn)寬度。
7.一種基于電感效應(yīng)的微納級(jí)電磁柵尺制造方法，其特征在于包括以下步驟: 16)制作尺坯:切割一炔基板(13)，并清洗干凈； 17)電紡S型柵線(xiàn):在基板(13)上通過(guò)近場(chǎng)電紡的方法，直寫(xiě)沉積出規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)，這些聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)作為電紡電磁柵刻線(xiàn)； 18)覆膜:在沉積有規(guī)則排列的聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)的基板面上覆蓋一層不導(dǎo)電有機(jī)聚合物薄膜，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)的保護(hù)； 19)接通電源:對(duì)電紡電磁柵刻線(xiàn)接通微電流電源，完成電磁柵尺制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微納級(jí)電磁柵尺的制造方法，其特征在于上述步驟17)電紡S型柵線(xiàn)通過(guò)基于近場(chǎng)電紡直寫(xiě)技術(shù)所刻?hào)啪€(xiàn)范圍能選擇從幾納米到幾微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微納級(jí)電磁柵尺的制造方法，其特征在于上述步驟17)電紡S型柵線(xiàn)的方法是:將基板(13)沿電紡運(yùn)動(dòng)方向固定在XY平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(I)上，啟動(dòng)電紡裝置，通過(guò)微電流檢測(cè)器(12)檢測(cè)電紡電流參數(shù)，并反饋給電紡控制器(11)，從而改變高壓電源控制器(7)、注射泵控制器(8)、Z軸運(yùn)動(dòng)控制器(9)、XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器(10)的控制參數(shù)，改變電紡參數(shù)，從而使得所紡聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)(14)貼合基板面寬度和所要加工柵尺柵距相同。
10.一種微納級(jí)電磁柵尺的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括有用于精確定位的鎢針(21)、電感式傳感器(22)、脈沖計(jì)數(shù)器(23)，其中用鎢針(21)作為感應(yīng)器件劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)(14)，電感式傳感器(22)在鎢針(21)劃過(guò)聯(lián)通導(dǎo)電納米纖維線(xiàn)(14)時(shí)產(chǎn)生電流脈沖，脈沖計(jì)數(shù)器(23)記下電感式傳感器(22)產(chǎn)生電流脈沖的脈沖數(shù)量從而確定鎢針(21)的位移量。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK103900457SQ201410099777
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】王晗, 李敏浩, 陳新, 陳新度, 朱自明, 唐立虎, 李炯杰, 巫孟良 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)