基于激光直写的柔性电阻抗成像传感器研究

基于柔性导电薄膜的电阻抗成像技术能够实现对外界刺激的二维可视化传感,在结构健康监测、人机交互、人体体征监测等领域具有广泛的应用前景。然而,现有的柔性导电薄膜多采用喷涂、浸涂和填充等方法来制备,需获取均匀分散导电浆料、且步骤较为复杂。采用激光直写技术这一高效、可规模化的加工方法,制备了一种新型柔性石墨烯导电薄膜用于电阻抗成像技术。通过调节激光焦点偏距优化了石墨烯传感器的电学性质各向异性。基于激光直写的柔性石墨烯电阻抗传感器可以用于空间裂纹、空间圆孔和筒体撞击的损伤监测。研究结果表明:该传感器可以实现空间损伤监测,最大定位误差为5.3%,最小面积比例估计误差为8.3%,在结构健康监测领域具有广阔的应用前景。