新型纳米复合材料传感器 可构成传感器网络

2017-07-15 18:48:31来源: CPRJ中国塑料橡胶电子杂志 关键字:传感器  复合材料

最近,香港理工大学的研究团队开发出了一种崭新的纳米复合材料传感器,可直接喷涂于平坦或弯曲的工程结构,如火车路轨和飞机结构。

  喷涂出来的传感器可进一步构成传感器网络,为受监测的结构提供实时及丰富的结构健康状况信息。

  据悉,纳米复合材料传感器由理大机械工程学系的苏众庆教授、周利民教授及以他们为首的团队研发,采用创新的喷涂技术制成,使传感器安装过程比传统方法更快捷和具效率。这种新技术也令该传感器适用于多种工程结构表面,提高了它的灵活性。

  苏教授说,该新型纳米复合材料传感器,能同时兼顾传感器的成本及传感器网络所捕获的数据量两个因素,为实现原位振动感测、以超声波为基础的结构健康监测技术开辟了新思路。

  新技术可减省成本提高灵敏度

  纳米复合材料传感器由碳黑、二维石墨烯、导电纳米粒子及聚偏二氟乙烯混合而成,可根据各种工程应用的需要,轻易和灵活地制成不同的尺寸大小。

  新的纳米复合材料传感器由于优化了混合物的纳米结构,能敏感地检测到结构的改变,它能识别纳米复合材料对不同压阻的回馈。

  该新技术中,每一个传感器都通过印刷在结构上的电线连接到网络,透过分析和比较由电阻率转换而成的电信号,便可发现结构中的缺陷,同时将信号转换为三维图像。

  体重轻且成本低

  据了解,这种传感器重量极轻,而且制造成本低廉,可大量采用以检测隐藏在结构内部的问题,有助开创以超声波为基础的结构健康监测新时代。

  它包含一个传感器网络,由多个纳米复合材料传感器及一个超声波换能器组成,可主动探测安装了该传感网络的结构的健康状况,快速及准确地显示该结构是否有损坏。

  传感器会接收及量度超声波换能器发出的超声导波,如结构有损坏,例如出现裂缝,超声导波的传播会受损坏的地方干扰,因而出现特有的波散射现象,并为传感网络所记录。团队研发出来的一体化系统,可基于超声导波的散射准确地检测及量化结构损坏的情况。

  据悉,传统超声波传感器采用压电材料制作,成本是十多美元,重数克;而这个新一代纳米复合材料传感器的成本仅0.5美元,重0.04克。

  因此,一个结构可同时使用更多传感器,以获得更丰富的信息作分析,同时又不会给结构带来明显的负重。

  灵活性较好,可适用于弯曲结构表面

  此外,这款纳米复合材料传感器有极佳的灵活性,适用于弯曲的结构表面,可广泛地应用在各种工程结构,即使是在移动结构的表面亦同样可以喷涂方式安装,实时传送结构的健康信息。

  苏众庆表示,已与内地研究机构取得联系,未来将会把新技术用于航空结构上。新闻资料图

  响应频率更广阔

  这款纳米复合材料传感器可量度由静止至900千赫兹的微小幅度的超声波信号。这技术能在超声波系统采集散射波,从而检测大部份工程物料中微细至一至二毫米的裂缝,响应频率比现有纳米复合材料传感器(根据国际期刊现有的报道)的响应频率高出400多倍。

  虽然传统超声波传感器可量度的超声波范围,比这款纳米复合材料传感器的响应频率更广阔,但传统传感器的重量及成本均较高,难以大量使用构成大型传感器网络,故此只能带来有限的数据资料。在众多工程实际应用中,特别是针对航空航天结构,使用有很大的限制。


关键字:传感器  复合材料

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/article_2017071510900.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:绍兴研发国内首个雨水立管监测“神器”,谁排污一查便知
下一篇:雷达传感器的新型热门应用,你知多少?

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
传感器
复合材料

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved