研究人员设计了一种可检测结构完整性的喷涂传感技术

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香港理工大学(理大)的一组研究人员开发出可以直接喷在平面或曲面上的传感器由碳黑(CB),石墨烯,其他导电纳米级颗粒和聚偏二氟乙烯(PVDF)的混合物制成的传感器可以联网,以提取关于被监测结构的健康状态的丰富的实时信息。

该技术包括具有多个喷射纳米复合传感器的传感器网络和超声致动器,以主动检测固定它们的结构的健康状况。当超声波致动器发射引导超声波(GUW)时,传感器将接收并测量波浪。如果检测到损坏,例如结构中的裂缝,则GUW的传播将受到损坏的干扰,导致传感器网络捕获波散射现象。然后可以定量和准确地表征损坏。

传感器可以测量从静态到高达900kHz的超声信号,具有超低幅度。在超声波方案中获得波散射允许检测小至1至2mm的裂缝。据称该响应频率是当前纳米复合传感器可实现的最高频率的400多倍。

虽然传统的超声波传感器与团队开发的超声波传感器相比可以测量更宽范围的超声波,但传统传感器的高成本和高重量使得大量应用不可行,从而限制了要采集的数据量。由于新传感器重量轻,制造成本低,据报道,大量传感器可以部署在传感器网络中,用于检测结构隐藏的缺陷,研究人员表示,这可能为基于超声波的结构健康监测新时代铺平道路。 。

该团队表示,“这种纳米复合传感器通过在传感器成本与传感器获取的数据量之间取得平衡,为实现振动或基于超声波的结构健康监测的现场感应开辟了道路。 。研究人员还补充说:“由于其重量轻,新型纳米复合传感器可应用于火车和飞机等移动结构。这将有助于为将来对这些结构的实时监控铺平道路,提高工程资产的安全性并改进传统的系统维护理念。“

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