一种基于碳纳米管的磁场探测装置

技术领域

本发明涉及磁场探测技术领域，具体涉及一种基于碳纳米管的磁场探测装置。

背景技术

磁场探测涉及工程技术中的多个领域。提高磁场探测的灵敏度是当前的难题。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于碳纳米管的磁场探测装置，包括：衬底、碳纳米管层、第一电极、第二电极、磁流变弹性体，衬底的上表面设有凹坑，碳纳米管层覆盖凹坑的底部并延伸出凹坑，第一电极和第二电极置于所述凹坑外碳纳米管层上，磁流变弹性体置于凹坑内。

更进一步地，碳纳米管层包括平行排列的碳纳米管。

更进一步地，碳纳米管沿第一电极和第二电极的连线方向。

更进一步地，碳纳米管为多层。

更进一步地，磁流变弹性体为软磁颗粒。

更进一步地，软磁颗粒呈链状排列。

更进一步地，链状的轴线沿所述碳纳米管方向。

更进一步地，衬底为绝缘材料。

更进一步地，衬底为非磁性材料。

更进一步地，第一电极和第二电极的材料为金或铂。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于碳纳米管的磁场探测装置，包括衬底、碳纳米管层、第一电极、第二电极、磁流变弹性体，衬底的上表面设有凹坑，碳纳米管层覆盖凹坑的底部并延伸出凹坑，第一电极和第二电极置于所述凹坑外碳纳米管层上，磁流变弹性体置于凹坑内。应用时，在待测磁场作用下，磁流变弹性体膨胀，对碳纳米管层中的碳纳米管施加拉力，从而改变了碳纳米管层的导电特性。通过测量第一电极和第二电极间导电特性的变化实现磁场探测。一方面，碳纳米管具有很好的吸附作用，碳纳米管与磁流变弹性体能够很好地结合在一起，这有利于磁流变弹性体对碳纳米管施加更大的作用力；另一方面，碳纳米管的导电特性与其内在的应力或相邻碳纳米管之间的距离非常敏感。因此，本发明具有磁场探测灵敏度高的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种基于碳纳米管的磁场探测装置的示意图。

图中：1、衬底；2、碳纳米管层；3、第一电极；4、第二电极；5、磁流变弹性体。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种基于碳纳米管的磁场探测装置。如图1所示，该基于碳纳米管的磁场探测装置包括衬底1、碳纳米管层2、第一电极3、第二电极4、磁流变弹性体5。衬底1的上表面设有凹坑。衬底1为绝缘材料和非磁性材料。碳纳米管层2覆盖凹坑的底部并延伸出凹坑。也就是说，碳纳米管层2的面积大于凹坑的表面积，碳纳米管层2的一部分延伸出凹坑。第一电极3和第二电极4置于凹坑外的碳纳米管层2上。第一电极3和第二电极4的材料为金或铂。磁流变弹性体5置于凹坑内。磁流变弹性体5不与第一电极3或第二电极4接触。

应用时，在待测磁场作用下，磁流变弹性体5膨胀，对碳纳米管层2中的碳纳米管施加拉力，改变碳纳米管中的应力及相邻碳纳米管之间的距离，从而改变了碳纳米管层2的导电特性。通过测量第一电极3和第二电极4间导电特性的变化实现磁场探测。一方面，碳纳米管具有很好的吸附作用，碳纳米管与磁流变弹性体5能够很好地结合在一起，这有利于磁流变弹性体5对碳纳米管施加更大的作用力；另一方面，碳纳米管的导电特性与其内在的应力或相邻碳纳米管之间的距离非常敏感。因此，本发明具有磁场探测灵敏度高的优点。

更进一步地，凹坑的形状为球冠形，既便于铺设碳纳米管层2，又便于在碳纳米管层2上设置磁流变弹性体5。

实施例2

在实施例1的基础上，碳纳米管层2包括平行排列的碳纳米管。碳纳米管沿第一电极3和第二电极4的连线方向。磁流变弹性体5为软磁颗粒，软磁颗粒呈链状排列，链状的轴线沿碳纳米管方向。这样一来，在待测磁场中，磁流变弹性体5更多地拉长碳纳米管，从而使得碳纳米管中产生更多的应力，从而更多地改变碳纳米管层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的磁场探测。

实施例3

在实施例1或2的基础上，碳纳米管为多层。这样一来，磁流变弹性体5不仅分布在碳纳米管层2的上表面，而且分布在碳纳米管层2内部。这有利于磁流变弹性体5对碳纳米管层2施加更大的应力，从而更多地改变碳纳米管的导电特性，从而提高磁场探测的灵敏度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。