表面部分电极含金属芯压电纤维气流传感特性研究

含金属芯压电纤维可以模仿昆虫的毛发感受器,感知周围环境的气流变化。在含金属芯压电纤维的部分纵向表面涂镀电极,制备了表面部分电极含金属芯压电纤维传感器PMPF（Partial electrode of Metal core Piezoelectric Fiber）。基于平均电荷法,建立了悬臂梁结构PMPF准静态气流传感模型,分析了PMPF产生的电荷值与表面电极分布角度、纤维长度、气流流速和气流方向的关系。搭建了实验系统,测试了PMPF对冲击气流的响应,验证了理论模型。结果表明,PMPF的传感信号和气流流速成指数关系,和气流方向成“8”字形关系。PMPF具有气流速度和方向的传感性能。     

半电极含金属芯压电纤维的动态微力传感器

半电极含金属芯压电纤维(HMPF)是一种新型压电传感器.建立了HMPF的动态微力传感理论模型.根据第一类压电方程,基于振动理论,用平均电荷方法,推导出悬臂梁结构HMPF自由端受到垂直动态微力作用后,产生电荷的解析表达式;分析了长度和半径比对产生电荷的影响.实验结果表明,HMPF可以测量动态微力的频率和幅值,具有较高的动...     

含金属芯压电纤维传感Lamb波方向性研究

含金属芯压电纤维(MPF)是一种新型压电功能器件.阐述了基于小波变换的Lamb波能量因子计算原理,把MPF作为Lamb波传感器,分别采用幅值和小波变换能量因子的方法对MPF传感Lamb波的方向性进行了研究.研究结果表明:MPF对Lamb波的传感表现出很强的方向性.相比采用幅值表征的结果,采用能量因子进行传感方向性表征更...     

仿生耳石器的冲击与振动传感特性研究 �

为了研究人体耳石器官的冲击与振动传感特性,本文根据人体耳石器官的生理结构,采用表面对称电极含金属芯PVDF压电纤维(SMPF)作为元件,设计制备了仿生耳石器。根据压电方程和振动理论,建立了仿生耳石器的冲击和振动传感理论模型,搭建实验平台,测试了仿生耳石器的振动传感功能。实验结果证明,在冲击与振动的作用下?仿生耳石器中的液体使耳石器内的囊斑发生形变,通过SMPF产生的电荷信号,可以感知受到冲击和振动的波形、频率和振幅。实验结果验证了理论模型,同时证明了人体耳石器具有感知直线加速度的幅值和角度的特性。     

压电传感器应用于表面活性剂吸附特性研究

给出了利用液隔电极式压电传感器在线研究阳离子型表面活性剂在石英表面吸附特性的原理与实验方法，讨论了溶液电导率对吸附量测定的影响。     

串联电极阵列压电传感技术自动检测病原体

以串联电极阵列压电石英晶体（SPQC）传感器为基础构建了一台8通道微生物自动检测仪。电极插入培养基检测溶液电导的变化。池常数k=0．05m,使用中性、低电导的氨基酸培养基（AaB）,电导控制灵敏度区间为550-600μs。利用拟合-微分的方法简单准确地得到频率检测时间（FDT）。对普通的金黄色葡萄球菌（S．aureus）和痢疾杆菌（S．dysenteriae）进行自动检测,结果表明：FDT和样品中细菌浓度呈线性关系（R〉0．99）,检测范围为10-10^6CFU·mL^-1。该方法准确度与国标的平板记数法相当（置信区间为95％）,但重现性更好,更稳定,灵敏度更高。     

表面活性剂在PVC膜上吸附的压电传感检测

在液隔电极式压电传感器表面修饰聚氯乙烯(PVC)膜,实时监测十二烷基苯磺酸钠在修饰膜表面吸附过程中的质量变化,获得吸附/脱附速率常数、平衡常数、饱和吸附量等参数,并讨论盐浓度的影响。     

蛋白质在硅烷膜表面吸附特性的压电传感监测

在压电石英晶片表面自组装修饰末端为胺基的硅烷膜,该膜在酸性和中性pH条件下带正电荷,可通过静电引力吸附带负电荷的牛血清白蛋白(BSA),吸附过程中的质量变化可通过石英晶片的谐振频率变化实时监测。结果表明:该吸附过程虽然为部分不可逆,但吸附等温线符合Langmuir方程,吸附速率常数为0.0117 L.g-1.s-1,吸附平衡常数为2.87 L.g-1,表观饱和吸附量Γ∞=0.954μg.cm-2。     

基于压电加速度传感器的振动测量系统研究

为实现对振动的有效测量,构建了压电加速度传感器的振动测量系统;对压电加速度传感器的力学模型及基本原理进行了有效地分析,并采用灵敏度比较法标定传感器,提高了整个测试系统的测量精度和可靠性;并应用了信号处理中的相关滤波原理;测试系统由压电加速度传感器、高速数据采集卡及Labview2010软件开发平台构成;软件功能主要有信号采集、历史数据读取、数据滤波、时频域分析等;搭建了工程实际测振的实验模型,并根据其频谱特性判断内部缺陷;实验结果表明,该测振系统运行稳定,操作简单,具有很好的可扩展性及可移植性,能实现准确、高效、实时的振动测量。     

冲击振动峰值传感器的研制

介绍了冲击振动峰值传感器设计和实验结果。通过改进的调理电路对传感器进行温度自补偿,采用有源滤波来提高传感器抗干扰能力。     

溶菌酶在硅烷化石英表面吸附的压电传感监测

石英表面经硅烷修饰后 ,可通过憎水性相互作用吸附溶菌酶 ,该吸附动力学过程以压电传感器实时监测。结果表明溶菌酶以单分子层吸附 ,吸附仅部分可逆 ,吸附和解吸的速率常数分别为ka =36 .4mol-1.kg .s-1,kd =8.92 × 10 -3 s-1,且可逆吸附比及饱和单层的吸附密度随溶菌酶浓度增加而增加     

基于光纤F-P传感器变压器铁心在线监测研究

利用变压器振动测试原理,运用光纤Fabry—Perot（F-P）振动传感器对变压器铁心的振动信号进行了在线监测研究。将光纤F-P传感器粘贴在变压器铁心上,直接提取变压器铁心的振动信号,这将避免传统的间接测量方法所带来的误差。分析了光纤F-P的测量原理,并建立了光纤F-P腔的数学模型。实验验证了空载状况下铁心的磁致伸缩率与输入电压呈很好的线性关系。     

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。     

光纤Bragg光栅电压传感特性

应用逆压电效应 ,在低频或直流条件下 ,分析了光纤光栅与压电材料相结合的电压探头的传感性能 ,导出了Bragg反射波长位移量 ΔλB 随检测电压U之间的变化关系式 ;给出了PZT - 5H和SbSI两种压电材料与光纤光栅构成传感头的U、ΔλB、λB、ΔL/L四个参量之间的相互关系计算曲线 ,并进行了相关讨论     

光纤Bragg光栅压力传感特性研究

提出了以半导体硅材料作为光纤Bragg光栅(FBG)衬底的FBG压力传感密封型结构,并对其压力传感特性进行了研究,结果表明:FBG的中心反射波长漂移对压力呈现良好的线性响应特性,在0~35MPa的测压范围内,压力调谐灵敏度为0.034 nm/MPa,有良好的机械性能和稳定性能。通过对实验数据的拟合分析表明:采用这种材料,其中心波长和压力变化有着好的线性拟合度和重复性,且迟滞很小,它们的相关系数都达到0.99,在光传感领域具有实用价值。