封装厚度和位置对PVDF压电薄膜传感器电荷量的影响

近年来,聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器因可无源供电而得到广泛研究。PVDF压电薄膜传感器在使用时会进行封装,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜是常用的封装材料。为了探究封装材料厚度和封装位置对传感器响应电荷量的影响,设计了6种封装厚度和封装位置不同的传感器,在不同频率下测定其产生的电荷量。结果表明:在0~20Hz和80~100Hz范围内,选择100μm或125μm的封装厚度可得到更多的电荷量;封装位置同样会影响电荷量的产生。同时分析了封装位置影响传感器产生电荷的机理。

呼吸信号检测用PVDF压电薄膜传感器设计

针对呼吸信号对人体的重要性,研究设计了一种基于PVDF压电薄膜的呼吸传感器,阐述了该呼吸传感器的设计与制作过程。根据呼吸信号特点,设计了相应的信号调理电路,通过检测人体呼吸过程中口鼻之间的气流对PVDF压电薄膜的弯曲变形,获得了稳定的呼吸信号。采用小波软阈值对原始信号去噪,通过设置波峰电压阈值与相邻两波峰间的时间间隔来准确确定波峰,统计了受试者的呼吸次数。实验结果表明基于该PVDF压电薄膜传感器组成的检测系统能够测得稳定的呼吸信号。

一种柔性PVDF压电薄膜传感器的制备方案

利用性能优异的PVDF压电薄膜制备的新型柔性传感器柔性好、适应性强,可适应复杂曲面,其应用前景十分广阔。首先设计了具有柔性基底的PVDF压电薄膜传感器结构;其次,按照实验设计利用PVDF粉末制备了性能良好的PVDF压电薄膜,提出了一种柔性PVDF薄膜传感器的制备方案;最后总结了该传感器实验制备的主要工艺步骤,可为柔性PVDF传感器设计制备提供参考。

基于PVDF压电薄膜传感器的超声检测试验

基于PVDF聚偏氟乙烯压电薄膜传感器进行了超声检测方法研究。首先详细介绍了PVDF压电薄膜传感器的传感机理和组成,并根据检测信号的特点设计了信号调理电路;其次利用超声波探伤仪和PVDF压电薄膜传感器搭建了超声无损检测系统;最后,利用检测系统对铝试件进行了检测,验证了该检测方法的可行性。试验结果表明,该检测方法得到的检测信号信噪比高,能够准确定位试件内部的缺陷,适用于缺陷检测。

PVDF压电薄膜传感器的研制

采用28μm厚的4层聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜研制了PVDF压电传感器,该传感器表面电极形状应用剪切加丙酮腐蚀的方法制成,保证了传感器有一定的非金属化的边缘。对于电极的引出是将传感器上、下电极面引脚错开,引出电极采用比较容易做到的穿透式,并用压接端子压接和空心小铆钉铆接的2种方法。

PVDF压电薄膜传感器的研制

传感器采用的28μm厚的4层结构PVDF压电薄膜制成,传感器表面电极形状的制作采用剪切加丙酮腐蚀的方法,保证了传感器有一定的非金属化的边缘。对于电极的引出是将传感器上、下电极面引脚错开,引出电极比较容易做到穿透式,采用压接端子压接和空心小铆钉铆接两种方法。

PVDF压电薄膜传感器的制作研究

传感器的制作是利用的28μm厚的4层结构的PVDF压电薄膜,传感器表面电极形状的制作采用了剪切加丙酮腐蚀的方法,保证了传感器有一定的非金属化的边缘。对于电极的引出,我们的设计是将传感器上、下电极面引脚错开,引出电极是我们比较容易做到的穿透式,我们用了压接端子压接和空心小铆钉铆接的两种方法。

PVDF压电薄膜传感器在便携式宫缩监测仪器中的应用

针对于传统压力传感器在宫缩监测中普遍存在的测量精度低、舒适度差等问题,在分析PVDF薄膜压电效应基础上,探讨了用于便携式宫缩压力监测仪器的PVDF压电薄膜传感器制作工艺,设计了宫缩压力信号放大和滤波预处理电路。在医院临床对PVDF压电薄膜传感器进行性能测试,结果表明:此传感器能够精准地感测到孕妇的子宫收缩变化,降低对孕妇正常活动造成的影响,符合当前医疗设备向便携化、移动化、可穿戴发展的趋势。

PVDF压电薄膜传感器及其应用

聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器频响范围大、具有热电效应等的特性,应用潜力很大。在智能系统中用作传感器和作动器,在振动检测方面主要应用于音乐拾音、机器状态监测、轴承磨损、风扇气流和绳带断裂等,在加速度检测中作加速度计,在无损检测(NDT)中以传感器阵列的形式出现,还可用于人体运动、体育计分,人体健康、开关、打印头,乐器、麦克风,声纳,售货等的监测。

基于PVDF压电薄膜传感器的触滑觉检测研究

在跌落测试系统机械手提升试品以及自动调整试品跌落角的过程中,可能发生试品滑动甚至脱落现象,为保证安全稳定夹持,可通过检测试品与机械手之间的滑动,采用机械手夹持力反馈控制系统,实时补偿夹紧力。为实时检测滑动情况,选用增加橡胶表皮的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器做为触滑觉检测的敏感单元,设计调理电路对传感器输出的电荷信号进行转换和放大,使其变为可分辨、可用阈值法进行判断的触觉信号和滑觉信号。实验结果表明,粘贴橡胶表皮的传感器可以用来检测滑觉;经过调理电路输出后的信号可明显分辨触觉和滑觉。

冲击应力测量用PVDF压电薄膜传感器的有限元分析

随着冲击力在体外碎石、机械成型、水中声源和管道除垢中的应用越来越广泛,冲击应力的准确测量至关重要。为了准确测量炸药产生的冲击力,本文设计出了冲击应力测量用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,简写为PVDF)薄膜传感器薄膜传感器,采用有限元方法分析了传感器的动态响应,传感器的灵敏度和分辨率都很高,幅值比达到了20以上,所测波形前沿和峰值与输入波形基本吻合。本文设计的PVDF薄膜传感器对于炸药冲击力的准确测量和实际应用具有重要意义。

PVDF压电薄膜传感器

从简叙聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜的制作入手,介绍了PVDF薄膜的特性,列举了压电薄膜的优缺点,并与普通压电材料作了比较。文末较详细地介绍了国外PVDF薄膜在众多领域中的应用动态。

基于PVDF薄膜的冲击波压电传感器基底构型优化

根据柔性压电薄膜的压电原理,设计了复合压电效应传感器来用于冲击波信号测量。为研究传感器基底构型对其测量性能的影响规律,分别制备了不同孔径变形区的基底,调整压电薄膜的变形模态以调控其冲击波测量性能。实验结果表明:通过增大聚氯乙烯(PVC)基底的孔径,可以大幅度增加聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜传感器的灵敏度系数,并且随着变形区直径的增加,信号的脉宽也随之增大。最后通过爆炸实验,研究了PVC基底对PVDF薄膜传感器信号的影响,验证了变形区直径8 mm基底的PVDF传感器在爆炸冲击波测量中的准确性。这为今后PVDF薄膜传感器PVC基底变形区的选择提供了参考。

KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电传感器的制备及其性能

为克服无机压电传感器柔性差和有机压电材料传感性能差的缺陷,将无机压电体KNbO_(3)和有机柔性压电体聚偏氟乙烯(PVDF)复合,以舒适性良好的棉织物为基体制备出KNbO_(3)/PVDF/棉织物压电型压力传感器。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线电子能谱仪对所制备材料的微观形貌和结构进行表征,研究了KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料组分变化对压力传感性能的影响。结果表明:正交相KNbO_(3)颗粒均匀分布在PVDF中,并与棉织物基底形成稳定结合;当KNbO_(3)/PVDF/棉织物材料中KNbO_(3)质量分数为5%时具有最优的压电性能,峰值电压为3.46 V,是PVDF/棉织物的3.2倍。研究结果为织物基有机-无机复合压电传感材料的开发提供了研究思路,有助于推动柔性智能纺织材料的实际应用。

基于PVDF薄膜柔性传感器脉搏信号检测试验研究

为了检测人体机能信号,采用PVDF薄膜柔性压电传感器,在脉搏振动时检测压力变化。将传感器与手腕处脉搏跳动较强部位贴合,进行脉搏信号检测。利用USB-6008数据采集卡将经过信号放大处理后的脉搏波信号传输给Lab VIEW平台,得到脉搏信号的完整波形。再利用MATLAB平台中小波变换原理对采集到的信号进行降噪,以便得到更加清晰完整的脉搏信号。仿真结果表明,柔性压电传感器产生的最大位移是9×10-6m,产生的最大电势是1.5V;实验结果表明,脉搏信号产生最大电压是0.75V。

压电复合薄膜触觉传感器的研制及其坐姿识别应用

对溶液流延法和静电纺丝法制备出的聚偏二氟乙烯(PVDF)/钛酸钡(BaTiO_(3))复合薄膜进行压电性能分析,并且对不同质量分数BaTiO_(3)的压电复合薄膜进行性能测试,确定最佳的掺杂比例,使用丝网印刷方法制备出传感器阵列。设计信号转换电路、复位电路、供电电路、多路选通电路,使用PyQt5编写上位机图形可视化界面。在坐姿的识别过程中对五种不同的坐姿(左倾、右倾、正常、前倾、后倾)进行数据采集,对采集到的数据进行线性插值滤波,使用支持向量机(SVM)对数据进行分类,通过添加不同的核函数进行对比分析,实验结果表明识别准确率达到88.33%。

柔性压电薄膜传感器的设计

现有传感器在能量供应、柔韧性、耐用性等方面存在一些问题,对此,设计了柔性压电薄膜传感器。利用粒子型柔性压电复合材料,将无机压电陶瓷颗粒锆钛酸铅分散在高分子基体聚氨酯中,制备出柔性压电薄膜传感器,在曲面下具有高灵敏检测能力,实现无源传感。介绍了柔性压电薄膜传感器的基本原理、制备方法、响应机制、微观表征和性能测试。柔性压电薄膜传感器未来在人机交互、工业制造、智能可穿戴领域具有应用价值。

PVDF/BaTiO_(3)纳米纤维膜制备可穿戴传感器用于运动监测

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮为溶剂,制备聚偏氟乙烯(PVDF)溶液,并研究不同溶液对静电纺丝行为和纳米纤维结构的影响。采用静电纺丝技术,利用具有铁电性能的钛酸钡纳米颗粒(BaTiO_(3)NPs)作为无机填料,制备了PVDF/BTO纳米复合纤维膜,以提高PVDF的压电性能。通过调整掺杂比例,发现当BTO掺杂比例为15%时,制备的PVDF/BTO复合纤维薄膜具有良好的压电输出性能。最后,以PVDF/BTO复合纤维薄膜为核心材料,使用铜作为电极,并采用PDMS进行封装,制备了能够识别不同人体运动的压电传感装置,可作为穿戴式传感器对人体运动进行实时监测。

ZnO/Ecoflex自驱动柔性压电传感器及其人体姿态监测微系统设计

压力传感器是可穿戴电子设备的重要组成部分,但在能量供应、灵活性和皮肤适应性方面仍存在各种问题。研制了一种主要由ZnO/Ecoflex复合薄膜构成的自驱动柔性压力传感器,并构建了人体姿态监测系统,可用于动态监测人体姿态信号和其他运动参数。在外部压力应力的作用下,所制备的传感器表现出优异的灵敏度(0.068 V/N)、良好的线性度(约0.98)、宽的测量范围(5~80 N)以及卓越的耐久性(超过10000次循环)。此外,基于制备的传感器设计了硬件电路,建立了人机交互测试系统,实现了对人体姿态信号的远程传输功能。因此,这项工作不仅开发了一种新型的无铅化自驱动压力传感器,还设计了人体姿态监测微系统,为信号处理和智能传感提供了新思路,在医学研究、个性化识别和人机交互方面具有重要的应用潜力。

PVDF压电薄膜振动传感器及其信号处理系统

建立了测量振动的ＰＶＤＦ压电薄膜敏感元件的等效模型与传感方程，介绍了测量信号处理系统的结构、功能和用于机敏柔性梁上的实验结果，并给出了与加速度传感器测量结果的比较。