湖北夏森電力有限公司
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閱讀：89發(fā)布時(shí)間：2024-10-9
柔性互感器是指采用柔性材料制成的傳感器，具有良好的柔韌性、延展性、甚至可自由彎曲甚至折疊，而且結(jié)構(gòu)形式靈活多樣，可根據(jù)測量條件的要求任意布置，能夠非常方便地對復(fù)雜被測量進(jìn)行檢測。
柔性互感器的優(yōu)勢讓它有非常好的應(yīng)用前景，包括在醫(yī)療電子、環(huán)境監(jiān)測和可穿戴等領(lǐng)域。例如在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，科學(xué)家將制作成的柔性互感器置于設(shè)備中，可監(jiān)測臺風(fēng)和暴雨的等級；在可穿戴方面，柔性的電子產(chǎn)品更易于測試皮膚的相關(guān)參數(shù)，因?yàn)槿说纳眢w不是平面的。
利用互感器和導(dǎo)電體，科學(xué)家可以將外界的受力或受熱情況轉(zhuǎn)換為電信號，傳遞給機(jī)器人的電腦進(jìn)行信號處理，這樣就可以制作成透明、柔韌、可延展、可自由彎曲折疊、可穿戴的電子皮膚，以便實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的監(jiān)測出人體各項(xiàng)指標(biāo)。
按照感知機(jī)理分類，互感器包括柔性電阻式傳感器 、柔性電容式傳感器 、柔性壓磁式傳感器和柔性電感式傳感器等 。
按照用途分類，互感器包括柔性壓力傳感器 、柔性氣體傳感器 、柔性濕度傳感器 、柔性溫度傳感器 、柔性應(yīng)變傳感器 、柔性磁阻抗傳感器和柔性熱流量傳感器等。
柔性壓力傳感器 包括電容式、壓阻式、壓電式等，其所用的基礎(chǔ)材料包括納米線、碳納米管、聚合物納米纖維、金屬納米顆粒、石墨烯等。
柔性光纖傳感器 將光纖織入紡織品中，構(gòu)成光纖傳感器，在感知壓力、速度、溫度、電場等信號的同時(shí)，還不會影響到紡織品本身輕質(zhì)、柔軟的特性。
典型應(yīng)用領(lǐng)域
電子皮膚又稱為皮膚狀電子，其基本特征是將各種電子元器件集成在柔性基板之上從而形成皮膚狀的電路板，像皮膚一樣具有很高的柔韌性和彈性，能同時(shí)感受到力、溫度、濕度等外界刺激，可以用于許多其它電器設(shè)備。
例如，在機(jī)器人技術(shù)中，電子皮膚集成了各種傳感器和導(dǎo)電體，將外界的受力或受熱情況轉(zhuǎn)換為電信號后傳遞給機(jī)器人的電腦進(jìn)行信號處理， 因此電子皮膚又稱敏感皮膚(sensitive skin)。基于紅外傳感器的電子皮膚的設(shè)計(jì)方法，提高了機(jī)器人對未知環(huán)境的感知能力以便及時(shí)避讓障礙物。
由于PVDF壓電薄膜具有壓電能力高、柔韌、極薄和質(zhì)輕，很接近人體皮膚的特性，因此國內(nèi)外圍繞該材料進(jìn)行電子皮膚傳感器的研究較為普遍。日本的研究人員不僅發(fā)展了電子皮膚的相關(guān)理論，更是制造出試驗(yàn)性產(chǎn)品。針對電子皮膚的力感受問題進(jìn)行研究，通過建立受力與傳感器電容的關(guān)系探討了實(shí)現(xiàn)力傳感的可能性。對電子皮膚的連接導(dǎo)體進(jìn)行了深入研究，提出了金屬(金)薄膜附著在預(yù)拉伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯，俗稱聚酯基板上的新技術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明這種金屬薄膜在大到一倍的拉伸變形下(即應(yīng)變達(dá)到99%)仍可導(dǎo)電。
在人造器官中也可以應(yīng)用電子皮膚，例如治療心臟病所用的人造心臟，當(dāng)然這對電子皮膚的材料提出了更苛刻的要求。
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