柔性高灵敏单壁碳纳米管气体传感器研究

在柔性聚对二甲苯C基底上制作了基于单壁碳纳米管的小型化、高灵敏、反应快速的气体传感器。使用介质电泳集成碳管束,并利用单链脱氧核糖核酸修饰增强器件灵敏度。当传感器暴露在甲醇蒸气中时,会出现明显可重复的反应,它可以检测含量低至4.3×10-6的甲醇,并且在相当宽的体积分数范围有清晰的分辨能力。对于4.3×10-6的含量,未修饰的传感器对应电阻变化率是4.8%;经过脱氧核糖核酸修饰,电阻变化率增加到了12.3%。此外,该传感器还显示了很快的响应速度和很好的测试复验性。研究表明:这种柔性气体传感器在未来环境监测应用中有很好的前景。     

石墨烯柔性压力/应变传感器的研究进展

柔性压力/应变传感器可以贴附在物体表面,测量其表面压力或应变,可用于人体脉搏检测、表情识别和运动监测等,在健康监护、医疗诊断等方面有广阔的发展空间.石墨烯柔性压力/应变传感器比普通压力/应变传感器性能更为优异,其测量范围宽、灵敏度高且尺寸仅为纳米级.综述了石墨烯压力/应变传感器在近几年来的研究进展及应用情况,重点讨论了基于石墨烯材料的电容法、激光诱导法、3D海绵法、纸基法、水凝胶法的压力/应变传感器的制备方法及性能差异.最后简要指明石墨烯柔性压力/应变传感器未来的研究方向.     

基于黑磷烯/氧化石墨烯双介质层的柔性电容式压力传感器

设计并制备了由黑磷烯/氧化石墨烯双层材料为介质层的电容式柔性压力传感器,该传感器结构以ITO为电容上下极板,PET为柔性基底,并对该传感器进行了系统的性能测试与分析。着重研究了该传感器在不同压力量程内的灵敏度,进而分析了其温度漂移特性。测试结果表明,以黑磷烯/氧化石墨烯薄膜为双介质层的电容式柔性压力传感器在0～3.12 kPa压力量程内灵敏度可达到1.60 kPa^-1。同时,对该传感器和以氧化石墨烯薄膜为单介质层的传感器进行了弯曲应变性能的对照实验,可知具有双介质层的传感器结构能够显著提高传感器的输出特性。     

碳纳米管/PDMS复合材料柔性阵列压力传感器制备与实验

以碳纳米管（CNTs）作为导电填料,聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基体材料,采用溶液法制备出CNTs/PDMS导电复合材料。研究了碳纳米管浓度对复合材料的电学特性和压阻特性的影响规律,得到碳纳米管在PDMS中的渗滤区域。通过复合材料的压力灵敏度优化碳纳米管浓度。以制备的复合材料为敏感材料,FPCB工艺加工的柔性基板为电极,设计制备了一种简单结构和工艺的柔性阵列压力传感器。用零电势法设计了阵列电阻读出电路与LabVIEW实现的上位机配合,实现信号读取和显示。最后通过一个应用实例表明,该柔性阵列压力传感器及信号处理系统可以实现压力分布与大小的实时监测,可为柔性阵列压力传感器设计与制备提供参考。     

柔性温度传感器研究进展

通过对比国内外研究状况,对现阶段常用的柔性基底作了简单介绍,并从制作材料及结构、传感器与柔性衬底材料的结合方式、应用现状等方面介绍了柔性温度传感器,并对柔性温度传感器今后的发展趋势进行了展望.     

石墨烯/聚二甲基硅氧烷三维非织造结构压阻柔性压力传感器

压阻式压力传感器是可穿戴器件中的关键元件。由于优异的弹性性能,本文以三维聚酯非织造布作为基材,还原氧化石墨烯(rGO)作为活性材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为柔性材料,组装三维(3D)压阻式压力传感器。该传感器具有良好的感应特性,包括短响应时间(120ms)和微弱的迟滞性(6.8%)。此外,该压力传感器可以用于检测人体的关节以及喉咙的运动情况。因此,该压阻传感器成本低、灵敏度高、耐久性优良,可以作为穿戴智能设备的理想的三维压阻式压力传感器。     

基于双层微结构的碳纳米管柔性应变传感器的研究

设计了一种具有双层微结构的柔性压阻式应变传感器,并进行了制备方法研究。通过在半固化的环氧树脂基底(Ecoflex~? 00-30)表面制备形成碳纳米管(MCNTs)/环氧树脂(Ecoflex~? 00-30)复合薄膜,用毛刷制备微结构。通过测试分析可得,该柔性应变传感器具有高度可拉伸性能,可承受200%的应变,在0～80%,80%～170%,170%～195%的应变区间,GF值分别为10.5,40.5,190.5。将传感器进行可穿戴运动监测测试,可验证本传感器既可以实现手指和手腕运动等大动作应变的监测,输出电阻值相对变化达到7.5倍;也可以监测肌肉形变弯曲等小应变,输出电阻值相对变化达到1.4倍。     

基于机器学习的柔性触觉传感器设计

提出了一种有效检测压力位置的柔性触觉传感器设计方案,以碳纳米管为导电填料,以聚氨酯为基体,制备了一种可大面积成型的柔性压敏材料。同时,采用微处理器STM32F103、多路模拟开关CD4051和阻抗测量芯片AD5933搭建了信号采集电路,通过放置在边界的电极采集柔性材料内部的阻抗信息,利用机器学习分类算法检测压力位置。实验结果表明:柔性传感器能有效检测压力位置,空间分辨率为2.5ｃｍ,准确率为83.63％.此外,提出的传感器内部无导线分布,结构简单,成本较低,易于大规模生产和应用。     

六维柔性腕力传感器的设计研究

本文主要介绍了六维柔怀腕力传感器的结构检测原理，用ＲＰＹ方法建立了移动体对基座的变换矩阵，并根据ＰＳＤ检测的位置信号求解出变换矩阵。在此基础上，建立了力向量与位姿向量的关系式，通过刚度矩阵的标定获得力信息。最后介绍了腕力传感器的数据采集及处理系统。     

用于智能纺织品的柔性传感器研究进展

传感器是智能纺织品实现智能化的核心部分,其中柔性传感器发挥着极为重要的作用。以传感器的工作原理为分类依据,分别从测量原理、制作材料及结构、传感器与纺织材料的结合方式、应用现状各方面介绍了五类常用于智能纺织品的柔性传感器,并分析了各自存在的缺点,对未来柔性传感器的发展方向进行了展望。     

人耳识别技术研究进展综述

人耳识别是一种新的生物特征识别技术,目前,研究尚处于起步阶段,有关的理论和方法还很不完善。文章首先介绍了人耳自动系统的构成,然后分析了现有的各种人耳识别技术,最后提出了展望。     

硅基与石墨烯基谐振式压力传感器研究进展

谐振式压力传感器具有优异的传感性能,在航空航天、工业自动化控制等领域有着广泛的应用,开展谐振式压力传感器相关研究具有重要意义.简述了压力传感器标准指标体系,为传感器性能评价提供基础依据,回顾了近20年内硅基谐振式压力传感器(Silicon Resonant Pressure Sensor,SRPS)的研究成果.石墨烯作为单原子层天然纳米材料,被认为是研制压力传感器的理想材料.进一步总结了石墨烯基谐振式压力传感器(Graphene Resonant Pressure Sensor,GRPS)的最新研究进展,已有研究结果表明GRPS灵敏度普遍比SRPS高1～2个数量级.提取文献中实验数据估算当前GRPS线性度和精度指标,分析结果表明,当前GRPS与SRPS性能指标差距明显.基于此,指出了GRPS的不足,提出解决路线.     

汽车陶瓷传感器发展与现状

汽车电子控制系统是将微电子和传感器融为一体的机电技术,被日益广泛地应用在汽车上,本文扼要评述国内外汽车陶瓷传感器的部分主导产品,并对其发展现状与应用作了介绍。     

Recent Progress in Microfiber-Optic Sensors

Recently,microfiber-optic sensors with high sensitivity,fast response times,and a compact size have become an area of interest that integrates fiber optics and ...     

用于机器人皮肤的柔性多功能触觉传感器设计与实验

为实现智能机器人皮肤对三维力和温度的检测,设计并制作了一种柔性多功能触觉传感器.基于碳黑-硅橡胶显著的压阻效应设计了四电极对称结构的三维力传感器,基于碳纤维-PDMS(聚二甲硅氧烷)显著的温度敏感效应设计了叉指电极结构的温度传感器,分析了检测三维力和温度的工作原理.针对两种导电复合材料存在的力学/温度敏感特性交叉干扰问...     

基于柔性电极结构的薄膜电容微压力传感器

基于柔性电极结构,本文设计、制作了薄膜电容微压力传感器,在阐述传感器工作原理的基础上,提出了两种设计思路,即基于柔性纳米薄膜的电容式微压力传感器和具有微结构的柔性电极薄膜电容式微压力传感器,并结合传感器的结构和柔性材料的加工特性,进一步提出了相应的力敏特性材料结构优化思路和加工流程,利用该流程得到了一种结构轻薄、工艺简单、高灵敏度的微压力传感器。经测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到218 fF/mmHg,在智能穿戴和可植入压力检测等领域显示出较好的应用前景。     

气体传感器研究进展和发展方向

根据气体传感器使用的气敏材料以及气敏材料与气体相互作用的效应不同对目前研究的主要气体传感器进行了分类。介绍了半导体气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光学式气体传感器、石英谐振式气体传感器、表面声波气体传感器等气体传感器国内外研究与应用概况。重点叙述了不同类型气体传感器气敏材料研究取得的进展情况。在综合该领域国内外研究现状的基础上，提出了气体传感器的发展方向。     

反舰导弹航路规划问题的研究现状与进展

航路规划是一种多约束多目标非线性优化问题. 对反舰导弹航路规划 (Anti-ship missile path planning, ASMPP) 问题及其方法的研究进展进行了综述. 1) 论述了反舰导弹航路规划问题领域的研究现状, 包括 反舰导弹航路规划相关名词术语的统一和规范、 对问题的界定及其定义、反舰导弹航路规划的特点; 2) 分析了反舰导弹航路规划问题模型的研究进展; 3) 分析了反舰导弹航路规划方法的研究进展, 包括 基于几何学原理的航路规划方法和基于智能优 化算法的航路规划方法; 4) 对多平台反舰导弹协同航路规划方法的研究进展进行了分析和总结; 5) 阐述了反舰导弹航路规划面临的关键问题及发展趋势.     

Flexible Dome and Bump Shape Piezoelectric Tactile Sensors Using PVDF-TrFE Copolymer

In this paper, a new mold-transfer method to pattern piezoelectric polymer has been developed and applied to fabricate innovative dome and bump shape polyvinylidene-fluoride-trifluoroethylene (PVDF-TrFE) films. The dome and bump shape PVDF-TrFE films have been successfully fabricated and characterized as a sensing component for flexible tactile sensors. The tactile sensors developed using these polymer microstructures show a high sensitivity which can measure as small as 40 mN force for bump shape sensors and 25 mN for dome shape sensors. The newly developed fabrication method provides a flexible way to pattern the piezoelectric polymer with different shapes and dimensions, including bump and dome shape piezoelectric polymer microstructures. In addition, a selective dc poling method for the PVDF-TrFE film has been developed for fabricating precisely located piezoelectric sensors with minimum crosstalk. The bump and dome shape PVDF-TrFE films developed in this paper can have numerous applications for microcatheters or other minimally invasive biomedical devices.