新型压电化学传感器的理论与应用研究

介绍了近年来在新型压电传感器方面的研究工作。液隔电极式压电传感器具有构造简单、使用寿命长的优点，能传感晶体表面质量及溶液粘度、密度、电导率、介电常数等信息。串联式压电传感器对溶液的电导率和介电常数有高灵敏的频率响应，而且具有极其优异的频率稳定性，其使用寿命可无限期地延长。压电光谱电化学技术可同时现场检测电极中有关电、光、质量三方面的信息。     

双液隔电极式压电化学传感器的振荡频率特性研究

在双液隔电极式压电石英传感器ＤＬＥＰＱＳ等效电路模型的基础上建立了双ＥＳＰＳ的振荡方程，导出了ＤＬＥＰＱＳ振荡频率与溶液参数之间的理论关系式，并经实验证实，还对ＤＬＥＰＱＳ与ＳＬＥＰＱＳ的响应性能进行了比较，研究结果表明，随溶液电导率的增加，ＤＬＥＰＱＳ的振荡频率先下降而后上升，且在低电导率溶液中振荡频率与电导率之间有近线性关系，随溶液介电常数，粘度，密度的增加，振荡频率下降，并将ＤＬＥＰＱＳ应用     

压电复合材料中组元介电性对其性能的影响

用PVDF分别与5种具有不同介电常数的陶瓷粉体：PMN、PNL、PLS、P4-3、P8制备压电复合材料。首先，将PVDF用N，N-二甲基甲酰胺溶解，加入一定体积比例的陶瓷粉体，搅拌状态下烘干，热压成片状，旋涂银电极，极化，最后测量其压电和介电性能。研究陶瓷组元介电性能和复合材料性能的关系。结果表明：在极化过程中陶瓷组元的低介电性有助于增强其所分担的极化电场，提高其极化率，制备出性能优良的压电复合材料。通过实验和理论计算，得出复合材料介电常数随陶瓷相体积分数的变化趋势。     

粘贴式光纤光栅应变传感器动态特性实验研究

从应变传感模型的角度分析了光纤光栅应变传感器的轴向应变检测特性的理论基础，研究了粘贴式光纤布拉格光栅应变传感器和压电陶瓷加速度传感器对柔性梁的动态响应特性。结果表明，粘贴式光纤布拉格光栅传感器具有和压电陶瓷加速度传感器一致的动态响应特性，是一种新的高灵敏度在线监测技术。     

基于材料压电特性的传感器应用技术

基于压电材料的特点，总结分析了换能型、谐振型、声表面波型和超声波型四类压电传感器的工作原理、技术特点和设计要点，说明了目前这些压电传感器在国内外的应用情况，指明了压电传感器的四大发展趋势。     

PVDF柔性传感器的制备研究

设计了一种PVDF柔性传感器结构,通过实验制备了高质量的PVDF压电薄膜,发现PVDF质量分数为15%的溶液具有很好的成膜能力。介绍了PVDF薄膜的制备方法和注意事项;设计了一种PVDF柔性传感器的制备流程,总结了其制备过程中的工艺方法和关键步骤,可为PVDF柔性传感器的制备提供借鉴和参考。     

压电晶体在纬停传感器研制中的应用

本文以压电晶体的理论为依据,探讨了压电晶体在研制剑杆织机的纬停传感器中的应用问题。实践证明以压电晶体为敏感元件制成的纬停传感器具有优良的性能。     

薄膜声体波谐振器的电磁场建模与仿真

为了模拟薄膜声体波谐振器（FBAR）的电磁场(EM)分布特性，提出了一种新的FBAR建模方法.该方法从基本的一维弹性压电方程和三维麦克斯韦尔方程出发，结合电极与压电薄膜交界处机械应力与机械位移连续的边界条件，推导出了FBAR等效复介电常数的严格解.将电磁场和声场等效到一个复介电常数中，用等效复介电常数的形式来包含电声效应.并基于有限元方法对FBAR全波段进行了仿真.结果表明，该方法的仿真结果与实测数据基本一致，具有很好的准确性.与传统的电路模型比较，由该方法得到的模型能够实现场的不连续仿真和FBAR的电磁场分布与压电效应的实时仿真.     

FIA型微生物探针动态响应过程的研究I：谷氨酸的测定

将固定化细胞柱和流动注射系统相结合，以大肠杆菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）为工作菌株配合ＣＯ２选择性电极，制成谷氨酸微生物传感器。它具有以下特性；传感器对谷氨酸溶液的适用测量浓度范围为４００－２０００ｍｇ／Ｌ谷氨酸；一个样品的检测在２０ｍｉｎ内完成；固定化细胞柱的使用寿命在４周以上；除Ｌ－谷氨酸酰胺外，其余氨基酸均不干扰传感器对谷氨酸的测定。     

联合机械阻抗在铝合金结构健康检测中的应用分析

针对铝合金结构健康监测问题，提出了基于联合机械阻抗来提高压电传感器的检测范围。建立相应试验装置，验证压电导纳中提取的联合机械阻抗在铝合金损伤检测中的有效性，探究压电传感器的有效监测范围。试验结果表明：联合机械阻抗能有效检测铝合金的损伤。对比不同位置工况，基于联合机械阻抗实部的压电传感器检测范围比直接采用导纳实部的有效检测范围更广。     

压电效应的高阶效应在传感器、执行器中的应用研究

压电体机电耦合过程中的正、逆压电效应原理已被广泛应用于传感器与执行器中,压电类传感器与执行器在应用过程中出现了一些较严重的问题,如非线性问题.由于大多数压电晶体都具有非线性性质,尤其是压电陶瓷,非线性与迟滞特性是其固有特性.讨论压电体的非线性特征,并通过实验验证高阶压电效应对压电传感器和压电执行器的影响及其矫正与补偿方法,从而在工程应用中利用其原理提高传感器与执行器的测量与控制精度.     

压电驱动器和传感器的ANSYS模拟分析

建立了压电材料的本构方程，利用由压电聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）粘结而成的双压电晶片悬臂梁模拟压电驱动器和传感器，使用大型通用有限元软件ANSYS8．0进行模拟分析，并与理论值进行比较，结果表明：ANSYS8．0的模拟结果与理论值十分的接近，因此，用ANSYS8．0对压电材料的驱动器模型和传感器模型进行模拟是可行的．     

日本理光集团开发出柔性压力发电橡胶

<正>日本理光集团开发出了利用压力和振动发电的柔性压力发电橡胶。该压力发电橡胶既具有陶瓷压电材料的高输出功率,又具有高分子树脂压电材料的柔性,可应用于传感器等领域。现有压电材料分为陶瓷压电材料和高分子树脂压电材料2种。其     

极化对Bi基压电陶瓷BNT-BKT-BiFeO3介电特性的影响

为了改善无铅压电陶瓷介电性能,采用传统陶瓷制备方法,制备一种新型Bi基钙钛矿型三元系无铅压电陶瓷(1-x-y)BNT-xBKT-yBiFeO3,并研究极化对该体系陶瓷介电性能的影响以及介电性能随频率的变化规律。结果表明：极化后的介电常数和介电损耗低于极化前。极化前的介电常数和介电损耗随BiFeO3含量的增加变化不明显,极化后的介电常数和介电损耗随BiFeO3含量的增加而增加。极化前和极化后的介电常数和介电损耗随BKT含量的增加而增加。介电常数和介电损耗随频率增加分别降低和增加,但降低和增加速率随频率增加而降低。     

油纸绝缘系统局放光纤传感检测方法

为解决传统声测法所用压电陶瓷传感器的电磁干扰问题,设计一种光纤法-珀传感器检测局放超声波信号,并提出采用声波能量开方值表征局放量大小相关性的方法 .根据弹性力学原理分析圆形膜片的振动特性后,研究并制备非本征光纤法-珀超声波传感器.利用板-板电极系统为局放源,组建光纤传感器、压电陶瓷传感器和脉冲电流法同时检测的局放实验系统,实验结果表明,所制备光纤传感器与压电陶瓷传感器具有相近灵敏度.声波传感器信号幅值、能量开方值分别与局放量大小进行相关性分析得出,光纤波传感器和压电陶瓷传感器检测信号的能量开方值与局放量大小的相关系数高于声波幅值与其相关系数0.1左右.     

用于亲和检测的压电生物传感器

利用抗原-抗体、核酸、酶-底物、细菌(细胞)-受体、配体-受体之间的亲和作用，结合压电晶体的高灵敏度，已经产生了新一代能方便地在气相或液相中检测的生物传感器。这类生物传感器在临床检验，食品卫生，环境监测，以及其他化学分析和生物分析等领域有广泛重要的应用，适合在线监控以及进行分子作用动力学研究。介绍了压电生物传感器的原理和工作模式、适合制作生物传感器的压电材料、表面修饰技术、当前的发展前沿以及国内的研究动态。     

基于材料压电特性的传感器应用技术

基于压电材料的特点,总结分析了换能型、谐振型、声表面波型和超声波型四类压电传感器的工作原理、技术特点和设计要点,说明了目前这些压电传感器在国内外的应用情况,指明了压电传感器的四大发展趋势。     

高功率微波引起强电离时 大气介电常数和电导率的修正

本文应用动力学理论对电子与气体分子、离子的碰撞频率进行了分析，导出了电离状态下大气介电常数和电导率的修正系数公式。     

碳纳米管改性0-3型压电复合材料的制备与性能研究

以碳纳米管改性聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,锆钛酸铅(PZT)陶瓷颗粒为功能相,运用流延工艺制备了0-3型压电复合薄膜,研究了碳纳米管改性对0-3型压电复合薄膜综合性能的影响.结果表明:适量碳纳米管的掺杂不仅可以提高PVDF基体的介电常数,还可以导致具有压电性的β相基体的形成,以上两个效应均导致了0-3型压电复合薄膜压电性能的提高.     

Bi1/2Na1/2TiO3-Bi1/2Na1/2(Nb2/3Zn1/3)O3-BaTiO3无铅陶瓷压电介电性能

采用传统陶瓷制备方法,制备出新型无铅压电陶瓷,并对该体系无铅陶瓷的相结构、介电和压电性能进行了研究.结果表明:所研究的组成均能够形成纯钙钛矿(ABO3)型固溶体;随着BaTiO3含量的增加,压电系数d33先增大后减小.同时陶瓷材料的介电常数-温度曲线显示该体系材料具有明显的弛豫铁电体特征.