PVDF压电薄膜传感器

从简叙聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜的制作入手,介绍了PVDF薄膜的特性,列举了压电薄膜的优缺点,并与普通压电材料作了比较。文末较详细地介绍了国外PVDF薄膜在众多领域中的应用动态。     

PVDF压电薄膜传感器的研制

采用28μm厚的4层聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜研制了PVDF压电传感器,该传感器表面电极形状应用剪切加丙酮腐蚀的方法制成,保证了传感器有一定的非金属化的边缘。对于电极的引出是将传感器上、下电极面引脚错开,引出电极采用比较容易做到的穿透式,并用压接端子压接和空心小铆钉铆接的2种方法。     

PVDF压电膜的性能及其应用

本文通过大量的测试研究,探讨了PVDF压电膜的性能及其在传感技术中的广泛应用。     

肘部压力对PVDF传感器压电信号响应

设计了一种可嵌入服装的柔性压电传感器,对人体肘部运动进行弯曲力压电性能检测.以聚偏二氟乙烯(PVDF)静电纺纤维膜为基础,封装传感器芯片,为了优化传感器的测试性能,采用多层传感芯片结构以提高薄膜传感器信号响应,并记录手臂在不同弯曲状态下的压电响应信号,实际测试结果表明:双层电纺传感芯片结构具有明显的压电信号响应优势,弯曲力比正压力下的压电信号响应更为明显.     

基于PVDF压电传感器的车辆动态称重信号的研究

聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种高性能压电材料,非常适合应用于车辆动态称重的环境。针对PVDF传感器的特点,提出用阻尼振动模型分析PVDF传感器产生称重信号的过程,给出称重信号的频谱特点,并在自主设计的实验平台基础上对该信号进行测量。实验结果显示:相对于低频噪声,称重信号主要分布在高频段,该特点为滤除系统噪声提供了依据。根据该特点设计称重系统可以有效地减少算法设计的复杂度,提高系统的测量精确性。     

光刻技术在PVDF压电薄膜电极制作中的应用

为了在聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜上得到特定形状和尺寸的金电极,利用光刻技术的基本原理,分别实施了2种制备方案,即正性胶保护法和负性胶保护法。实验结果表明:负性胶保护法不能用于PVDF压电薄膜金电极的制作,而正性胶保护法能够成功地完成PVDF压电薄膜上金电极的制作,并已经成功地应用于高频超声换能器研制中。     

压电薄膜型心音传感器

论述了应用压电高分子薄膜聚偏氟乙烯作成的心音传感器的制作原理、结构、信号检测及实验结果。从实验结果看，这种传感器具有重量轻、灵敏度高等优点。     

基于PVDF的高压电性薄膜制备工艺研究

针对国内的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电传感器仅限于实验室阶段,仍需要大量进口的现状,通过对PVDF压电特性分析,结合传感器产品的结构,进行PVDF压电传感器的制备工艺的研究。对工艺过程中的初始薄膜制备、单轴拉伸、高压极化和磁控溅射等主要工艺进行制备工艺参数的探索,获得了PVDF压电敏感薄膜,并采用聚酰亚胺材料进行封装,得到PVDF压电传感器。对该传感器进行关键参数静态压电系数d_(33)的测试,结果为13.1PC/N,获得了满足实际工程使用的PVDF压电传感器产品。     

基于PVDF压电薄膜的触觉传感器研究

模仿人体手指的构造,制作了一种以不同硬度的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为外层材料,聚偏氟乙烯(PVDF)为传感元件的柔性触觉传感器,利用电荷放大器采集传感器与五种常见物体接触并滑动时产生的振动信号,对信号进行选取、滤波、提取特征值等处理,结合分类算法,对物体材质进行辨识分类.实验证明,此传感器对5种常见物体材质的识别率可...     

利用PVDF压电膜设计声辐射模态传感器

提出了一种新的聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器的设计方法测量板的前2阶声辐射模态伴随系数。结果表明:在中低频率,测量第一阶声辐射模态伴随系数,只需要在板布置两条PVDF传感器即可;测量第二阶声辐射模态伴随系数,可在板上布置多条传感器能得到比较精确的结果。同时,传感器测量的结果与理论相符,说明这种新型PVDF传感器的设计是可行的。     

PVDF土压力传感器

为适应土中动态压力测试的需要,研制了PVDF土压力传感器;介绍了传感器的测压工作原理及传感器的结构,并给出了传感器在某爆炸冲击试验中的应用情况;试验表明,PVDF压力传感器适合于爆炸荷载作用下土中压力测量。     

基于气压传感器BMP085的高度测量系统实现

设计了一种基于气压传感器BMP085的高度测量系统。该系统以STM32F103RCT6嵌入式芯片为主控制器,采用I2C硬件接口的方式读取BMP085测量的气压值,并用温度值对气压值进行补偿,然后根据大气压强与海拔高度的关系,利用线性插值法计算绝对高度,进而获取相对高度。实验结果表明,该系统测量的相对高度误差为0.4 m,能够达到高精度的要求。     

基于陶瓷压电传感器的睡眠检测系统

针对现有的睡眠检测系统中的设计缺陷,及在睡眠过程中的呼吸率检测不准确的问题,设计了一种基于陶瓷压电传感器的睡眠检测系统,提出了睡眠检测算法,检测睡眠过程中的呼吸率与翻身次数。通过对乳胶床垫下压电传感器布局设计,采集使用者睡眠过程中压电传感器的信号,经过通道选择算法、呼吸检测算法与翻身判别补偿算法得到周期内测试者的呼吸率与翻身次数。实验结果表明:系统对呼吸判别的准确率高达96%,翻身检测的准确率高达95. 5%,同时系统具有较好的检测舒适性。     

基于A型超声波传感器的血压连续测量系统

设计了一种应用A型超声波测距手段的血压连续测量系统.系统中用超声波传感器探测颈动脉,利用颈动脉前后壁反射回的超声波测距得到颈动脉直径连续波形.基于动脉直径与血压的关系建立血压计算模型,从而实现血压的测量.实验结果表明:本系统测量的血压值与标准的测量方法相比,收缩压标准差最大值为4. 72 mmHg,舒张压标准差最大值为3. 17 mmHg,符合AAMI标准差不大于8 mmHg的标准.     

PVDF传感器在水中爆炸弱压力信号测量中的应用

为了研究水中爆炸微弱压力信号的测试方法,采用聚偏氟乙烯（ PVDF）压电薄膜作为敏感元件制成带内装放大电路的传感器,在试验水池中进行小药量的爆炸试验,验证利用PVDF传感器进行水中爆炸微弱压力信号测量的可行性。试验结果表明：PVDF压电薄膜传感器在5g TNT炸药水池爆炸压力测量中,得到了冲击波和气泡脉动压力曲线,波形一致性较好。PVDF传感器具有频响高、灵敏度高、制作简单、成本低的优点,可以用于水中爆炸微弱压力信号的测量。     

基于电荷输出型压电传感器的冲击波超压存储测试系统

针对集成电路压电（ICP）型传感器抗振动和抗热冲击性能不足的问题,实验对比了高阻电荷型与 ICP 型压电传感器的抗振动以及抗热冲击干扰性能,发现电荷输出型相比于 ICP 型压电传感器对复杂测试环境有较好的抑制作用。采用电荷输出型压电传感器设计了存储测试装置及其抗振动、防潮的保护外壳。实验表明：设计的存储测试装置能可靠触发,可实现冲击波压力信号的采集、显示和回读。     

基于压电加速度传感器的天车监测系统设计

天车吊运系统不能实时监测大车、小车的运行速度和行车位置,为实现对天车的实时监测,将压电式加速度传感器应用到天车吊运系统中;介绍了加速度传感器的基本原理;阐述了振动信号采集系统的硬件组成,并利用图形化开发工具LabVIEW平台实现信号的高速采集;通过采集加速度传感器的输出电压,根据输出电压和灵敏度的关系,获得加速度的值,将加速度的值积分运算可进一步获得天车的速度和位移量;最终达到天车运行状态的实时监测,提高了天车运行系统的可靠性。     

一种基于多铁压电纳米纤维压力传感器设计

设计了一种基于静电纺丝技术制备的多铁压电纳米纤维微压力传感器结构,对其工作原理做出了理论分析。近似平行排列的纳米纤维沉积到叉指电极上,电极材料生长于硅基底方形弹性膜片上表面,用小挠度理论设计计算了方膜结构,并对固支结构的纤维进行了力学分析。由纤维压电效应计算出传感器输出电压,并对传感器的结构尺寸进行比较分析,以提高传感器输出电压。     

压电式加速度传感器振动信号采集系统

针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明：该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。