Page 57 - 《橡塑智造与节能环保》2017年7期

产业市场
I ndustry marketing

‘传感成本’之间取得了平衡，能 所记录。团队研发出来的一体化系 这款纳米复合材料传感器可量
同时兼顾传感器的成本及传感器网 统，可基于超声导波的散射准确地 度由静止至900kHz的微小幅度的超
络所捕获的数据量两个因素，为实 检测及量化结构损坏的情况。 声波信号。这技术能在超声波系统
现原位振动感测、以超声波为基础 据悉，传统超声波传感器采用 采集散射波，从而检测大部份工程
的结构健康监测技术开辟了新的思 压电材料制作，成本是十多美元， 物料中微细至1~2mm的裂缝，响应频
路。” 重数克；而这个新一代纳米复合 率比现有纳米复合材料传感器（根
材料传感器的成本仅0.5美元，重 据国际期刊现有的报道）的响应频
新技术减省成本及提高灵敏度 0.04g。 率高出400多倍。
纳米复合材料传感器由碳黑、 因此，一个结构可同时使用更 虽然传统超声波传感器可量度
二维石墨烯、导电纳米粒子及聚偏 多传感器，以获得更丰富的信息作 的超声波范围，比这款纳米复合材
二氟乙烯混合而成，可根据各种工 分析，同时又不会给结构带来明显 料传感器的响应频率更广阔，但传
程应用的需要，轻易和灵活地制成 的负重。 统传感器的重量及成本均较高，难
不同的尺寸大小。 以大量使用构成大型传感器网络，
新的纳米复合材料传感器由于 灵活性较好，可适用于弯曲的 故此只能带来有限的数据资料。在
优化了混合物的纳米结构，能敏感 结构表面 众多工程实际应用中，特别是针
地侦测到结构的改变，它能识别纳 此外，这款纳米复合材料传感 对航空航天结构，使用有很大的限
米复合材料对不同压阻的回馈。 器有极佳的灵活性，适用于弯曲的 制。
该新技术中，每一个传感器 结构表面，可广泛地应用在各种工 这项崭新研究最近在其所
都通过印刷在结构上的电线连接到 程结构，即使是在移动结构的表面 属领域的顶级期刊发表，包括
网络，透过分析和比较由电阻率转 亦同样可以喷涂方式安装，实时传 《Ultrasonics》、《Carbon》
换而成的电信号，便可发现结构中 送结构的健康信息。 及《Smart Materials and
的缺陷，同时将信号转换为三维图 Structures》等！
像。 响应频率更广阔 （ZJ-05）

体重轻且成本低
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

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