可任意分布的精密压电传感器阵列

提出了一种超精密、高位置分辨率、快速响应的、可任意分布的，便于大规模集成的压电传感器阵列。该系统传感及信号传输方法独特，性能优良，是一种理想的机器人敏感触觉系统。

基于溶液法制备的PVDF及PVDF-TrFE柔性压电传感器阵列

柔性压电式传感器动态范围宽、灵敏度高、机械性能好,其中以聚偏二氟乙烯(PVDF)及聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE)材料制备的压电传感器作为代表,倍受柔性电子制造领域的关注。使用PVDF和PVDF-TrFE乳胶溶液法,通过优化旋涂工艺在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性基底上制备了压电薄膜,并采用丝网印刷工艺制备了厚度均匀、各阵列点性能一致的4×4 PVDF和PVDF-TrFE压电传感器阵列。通过自主搭建电晕极化系统对实验样品进行极化,以提高其压电性能。该系统可在6 min内完成传感器的极化,具有效率高、极化均匀性好等优点。通过对溶液法制备的压电薄膜进行Fourier变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)谱、扫描电子显微镜(SEM)图及传感器压电性能测试,结果发现电晕极化后压电薄膜的材料特征(β相)明显提高,电晕极化后PVDF-TrFE传感器的峰值电压从310 mV提升到431 mV,其4×4传感器阵列的压电系数(d_(33))为32.90 pC/N,相比未电晕极化传感器阵列的提高0.4倍。通过100次弯曲循环,制备的柔性传感器的压电性能无明显变化,从而充分证明了用溶液法制备的PVDF和PVDF-TrFE柔性传感器具备可靠性和可重复使用性。

基于压电晶体传感器阵列技术的智能分析仪

自行设计并组装了使多道石英晶体传感器同时起振的高稳定度的振荡电路及其智能分析仪 ,同时采用准确、简单的计数方式 ,用单片机系统进行控制 ,实现了对多道反应的同步监测和显示。该分析仪弥补了单道检测的缺点 ,操作简单、性能稳定、成本较低 。

用于乙肝表面抗原及其抗体同步检测压电免疫传感器阵列的研制

目的：研制同步检测HBsAg和anti—HBs的压电免疫传感器阵列。方法：采用戊二醛交联法，将乙肝表面抗体及其抗原固定于石英晶体表面，同步检测HBsAg和anti—HBs。结果：该阵列对HBsAg和anti—HBs能进行定性定量分析，可以明显区分阴阳性对照血清，以阳性频移值为信号，阴性频移值为噪声，其信噪比均大于2；其线性范围分别为1～25μg／ml和0．032～1．6mg／ml。结论：该阵列具有临床推广应用价值。

乙肝表面抗原压电免疫传感器阵列的研制

采用戊二醛交联法,将乙肝表面抗体固定于石英晶体表面,研制成HBsAg压电免疫传感器阵列。根据频率改变值考察了传感器的固定化过程和传感器对乙肝表面抗原的响应特性。该传感器对乙肝表面抗原进行定量分析,线性范围为1～25μg/ml,线性相关系数为0．9977。取临床血清进行检测,将结果与临床常用的ELISA法比较,探索了该传感器应用于临床检测的可行性。

混沌遗传神经网络(CGANN)用于压电TSM晶体传感器阵列数据的模式识别

人工神经网络已被广泛应用于气体传感器阵列的模式识别研究中。该文利用混沌遗传人工神经网络算法(CGANN)对压电TSM晶体传感器阵列数据进行模式识别。数据处理结果表明,该方法能准确的对压电TSM传感器阵列数据中对应不同气体物质如乙醇,氯仿及丙酮等样本进行分类识别。

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。

基于压电传感技术的钢板冲击定位与监测研究

在工程实践中,桥梁、管道、飞机和风力涡轮机叶片等钢结构经常受到鸟击、雹灾、山体滑坡和抛射物的冲击,对大型结构物的彻底检查往往需要耗费大量的时间和资源。对此,提出一种利用压电传感器阵列间接表示冲击力的冲击应力波分析方法。采用COMSOL Multiphysics的仿真方法,建立了粘接4个高灵敏度石英晶体压电传感器的钢板声固耦合模型。此外,还利用LabVIEW平台建立了多通道声波信号采集和处理系统,结合基于MATLAB的信号处理模型进行傅里叶变换,计算声波飞行时间差。采用模拟退火算法优化实验方案,准确监测撞击位置。通过自主设计的LabVIEW平台自动显示和实时监测所有采集到的声波和计算出的撞击位置,其具有体积小、便携、成本低、刷新速度快(小于1 s)等优点,在减少工程结构冲击造成的灾害事故方面具有广阔的应用前景。

一种阵列式胎动信号及子宫收缩信号监测腹带

目的胎动信号和子宫收缩信号是胎儿及母体重要的生理信号,为此本文介绍一种孕妇可自行操作、使用方便、测量准确的便携装置。方法本装置通过阵列式压电传感器采集胎动信号和子宫收缩信号,信号经过滤波、放大和A/D转换后,利用单片机软件进行胎动信号及子宫收缩信号辨别,实现胎动信号和子宫收缩信号的次数累加、持续时长确定、信号发生位置及信号类型的确定,最后将结果显示在数码管上。结果用本装置对3名不同妊娠期孕妇进行胎动信号和子宫收缩信号的监测,并与孕妇自身计数结果对比,测量误差小,能够达到实时显示信号位置、信号类型、信号次数的功能。结论阵列式胎动信号及子宫收缩信号监测腹带可为孕妇提供简单方便的便携监护。

基于改进空间滤波器的复合材料结构损伤成像方法

为降低Lamb波在复合材料结构中传播时存在的频散现象和各方向传播特性的不一致性给损伤监测带来的困难,提出一种利用Hilbert变换改进的空间滤波器对复合材料结构损伤进行成像的方法。分析了基于空间滤波器的信号合成成像原理,在此基础上利用Hilbert变换构造传感器时域响应信号的解析信号参与到信号合成成像过程中。通过对仿真声源的成像实验,验证了该方法的可行性,通过对碳纤维复合材料板结构上激励源和损伤的成像实验,验证了该方法的功能。研究表明该方法能够识别损伤相对于压电传感器阵列的角度位置和损伤散射信号的到达时刻。

基于ETC的车辆动态称重系统轴载数据处理算法研究

文章针对提出的基于ETC的车辆动态称重系统设计,以压电石英传感器阵列作为称重单元,利用小波变换原理对采集原始数据进行降噪处理,并针对数据丢轴等现象提出基于相关性的信号完整性分析方法,最后依据各传感器的输出值及车辆通行速度建立了BP神经网络模型,利用该模型得到被称重车辆的车重。实验结果表明:称重传感器阵列和基于小波-BP神经网络的称重数据处理算法,达到了动态称重系统的称重数据测量精度,保证了基于ETC的动态称重系统从技术上得以实现,具有良好的实际应用价值。

基于ETC的车辆动态称重系统设计

文章针对目前我国高速公路动态称重收费系统使用中存在的问题,提出基于ETC的车辆动态称重系统。以称台前置的方案对现有收费车道进行改造,利用压电石英传感器阵列作为称重单元提高系统检测精度和车辆通行能力,应用串行通信和专用短程通信相结合的方式实现称重收费车辆数据的传输。对比目前高速公路应用的动态称重收费系统,基于ETC的车辆动态称重系统能够实现车辆准确称重收费和极大地提高高速公路通行能力的目标,具有广阔的应用前景。