基于压电聚合物和完全打印的平面螺旋线圈的交流/直流磁场传感
Josu Fernández Maestu1, Nelson Pereira2, Senentxu Lanceros-Méndez1,2,3
1BCMaterials, Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures, UPV/EHU Science Park, Leioa 48940, Spain.
ACS applied materials & interfaces
|August 26, 2024
概括
本研究介绍了一种新型的环保磁传感器,使用聚乙烯化物的压导效应,用于物联网和工业4.0. 它在没有磁性填充剂的情况下实现了100倍更高的灵敏度,从而实现了先进的遥感应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 增材制造 (AM) 为工业4.0和物联网提供可持续的解决方案,推动对先进材料的需求.
- 通过AM生产的磁活性复合材料可以实现非侵入性的遥感和执行.
- 磁电复合材料利用磁性和电性为创新的设备应用.
研究的目的:
- 为物联网和工业4.0应用开发一种高度敏感,环保的磁传感器.
- 为了利用聚乙烯化物 (PVDF) 中的压电感应效应进行磁传感,消除了对磁性填充剂的需求.
- 展示一种具有前所未有的灵敏度和对磁场的线性反应的新型磁活性装置.
主要方法:
- 使用增材制造制造磁活性复合材料的制造.
- 研究磁电效应,特别是PVDF中的压电感应效应.
- 传感器性能的表征,包括对交流和直流磁场的灵敏度和线性.
主要成果:
- 获得了S_T = 95.1 ± 0.9 μV Oe^-1 mT^-1的灵敏度,超过现有研究的100倍.
- 证明了AC和DC磁场的线性输出.
- 观察到一个前所未有的线性相位转移的产生的信号与应用直流磁场.
结论:
- 基于PVDF的压电感应效应开发的打印磁活性传感器为磁传感提供了可持续和高度敏感的解决方案.
- 这项技术消除了对磁性填充剂的需求,与物联网和工业4.0.0的环保制造原则保持一致.
- 传感器的高灵敏度和独特的线性相位转移能力为先进的磁传感和执行系统开辟了新的途径,正如功能磁位传感器概念验证所证明的那样.
