拉伸式应变传感器的激光定向组装,在复杂的曲表面上具有可调节的性能
Longpeng Yang1, Zhenlong Huang1,2, Kaixing Yang3
1School of Materials and Energy, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 610054, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 30, 2025
概括
研究人员开发了一种激光直接写作方法,用于创建可适应的可拉伸式应变传感器. 这种技术可以精确控制传感器特性,以便在复杂的表面上准确地绘制变形图.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 可拉伸式应变传感器对于结构健康监测至关重要,但与复杂的表面和性能权衡作斗争.
- 将传感器整合到不均的曲面上仍然是一个重大挑战.
- 现有的传感器通常会损害灵敏度,检测范围或可调性.
研究的目的:
- 引入可扩展的激光直接写作策略,用于在预制可伸缩的曲面上制造应变传感器.
- 通过激光诱导的微观结构来证明电机性能的可编程调整.
- 为了使复杂,非平面几何形状的高分辨率应变监测.
主要方法:
- 利用激光直接写作用于可扩展的应变传感器制造.
- 设计了激光诱导的微结构,用于可编程调整传感器特性.
- 开发出能够选择性行为,如高线性或应变不敏感的传感器.
主要成果:
- 实现了高标尺系数 (高达10^6) 和广泛的应变检测范围 (>100%).
- 证明了0.1%的最小可检测菌株,具有很好的线性 (R^2 > 0.98).
- 在半球基板上成功实现了用于应变映射的传感器阵列.
结论:
- 激光直接写作方法为制造复杂几何形状上的可适应应变应传感器提供了多功能解决方案.
- 这种方法克服了传统传感器的局限性,使得精确的变形映射成为可能.
- 该技术对各种系统中先进的结构健康监测和故障缓解有前途.
