一、传感器在杨氏弹性模量实验中的应用（论文文献综述）
赵显锋[1]（2021）在《光纤光栅振动传感研究》文中提出随着近些年世界能源消费需求量的迅速增长和供需矛盾的日益突出,油气勘探的重要意义逐渐显现,地震勘探技术是油气勘探活动中使用最多的,被广泛应用在石油勘探以及开发过程中。光纤Bragg光栅（Fiber Bragg Gating,FBG）体积小、抗电磁干扰、重量轻等优势使FBG振动传感器逐渐显露出在地震勘探中的应用价值。本文主要以FBG为传感元件,对FBG振动传感器进行研究。论文主要工作如下:（1）概括介绍了油气地震勘探和常见的检波器类型,简要阐述了几种光纤振动传感器的工作原理,并对光纤Bragg光栅振动传感器的研究现状进行总结。以FBG耦合模理论为出发点,讨论了FBG应变与温度的传感原理。以振动传感器的一般力学模型为基础,构建FBG振动传感器力学模型。（2）提出了一种基于‘E’型梁式双FBG振动传感器。对其结构工作原理进行分析以及理论推导,并且对该结构中悬臂梁长度和光纤光栅有效长度与固有频率和灵敏度之间的关系进行仿真,最后利用有限元仿真软件分析了前四阶振动模态。实验对其响应进行研究,实验结果显示,该传感器的固有频率为83 Hz,在15～60 Hz的FBG中心波长幅值较为平坦,且灵敏度达到240.67 pm/g,线性拟合度高达99.96%。（3）研究了一种基于悬臂梁式FBG二维悬臂振动传感器。经过理论分析和相关公式推导,分别从梁长、光纤有效长度和惯性质量块为出发点,建立了固有频率和灵敏度之间关系的仿真模型,通过有限元仿真,观察了传感器结构在前四阶固有频率处的模态应变,最后进行实验研究。实验结果表明,该传感器在x/y方向振动的固有频率分别为505Hz/177 Hz。且传感器在x和y方向的响应平坦区分别为60～150 Hz和30～150 Hz。该传感器在x和y振动方向上的灵敏度分别为125.85 pm/g和82.32 pm/g。（4）设计了一种基于梁式的FBG温度补偿振动传感器。通过理论分析和有限元仿真,确定了传感器的结构参数。实验结果表明,该传感器在40～140 Hz范围内具有良好的响应平坦区。该传感器的固有频率为247 Hz,灵敏度为234.5 pm/g,线性度高达99.9%。在25～75℃范围内,传感器结构对温度的影响减小到0.47 pm/℃。所提出的FBG振动传感器的动态范围为62 d B。
王鹏[2]（2021）在《基于氨基PDMS本征型自修复弹性体的制备及性能研究》文中研究表明聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）弹性体是一种重要的有机硅材料,由于其独特的物理化学性质而被广泛应用于柔性传感器、电子皮肤、生物医学等领域。但是由于传统的PDMS弹性体的力学性能相对较弱,它们在使用过程中很容易受到损坏,另外由于体系中不可逆的交联结构,目前大多数聚硅氧烷材料在受损后往往无法恢复其原始功能,因此开发具有自修复性能和可循环加工性能的有机硅材料对于延长其使用寿命,减少资源浪费具有非常重要的意义。本文以商用氨基PDMS为主要原料,通过引入动态亚胺键,与聚硼硅氧烷（Polyborosiloxane,PBS）结合,构建PBS/PDMS双网络聚合物体系,以及设计亚胺-硼氧六环双交联结构,制备了多种本征型自修复PDMS基透明弹性体,并通过与银纳米线（AgNW）,碳纳米管（CNT）复合制备应变传感器,探索了其在人体活动监测方面的应用前景。（1）将可逆亚胺键引入到PDMS网络中,制备了自修复PDMS弹性体（HPDMS）。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）,拉曼光谱（Raman）和核磁共振氢谱（1H NMR）等表征手段确定了体系中席夫碱反应的发生以及亚胺键的形成。研究了对苯二甲醛浓度对弹性体形成的影响,发现对苯二甲醛浓度越高,席夫碱反应越迅速。紫外-可见光吸收光谱（UV-Vis）、热重分析（TGA）和差示扫描量热（DSC）结果表明HPDMS具有较高的可见光透过率,良好的热稳定性以及较低的玻璃化转变温度Tg。自修复性能研究表明HPDMS弹性体能够在多种复杂环境下实现自修复过程,室温修复1 h,自修复效率可达97%以上,而且弹性体能够在室温下进行循环回收加工,回收后样品的力学性能可达原始样品的95%以上。通过与Ag NW复合制备了HPDMS/Ag NW应变传感器,传感器具有良好的导电自修复性能,且对手指的弯曲表现出较高的响应性,循环稳定性良好。（2）将聚硼硅氧烷（PBS）引入到HPDMS网络中构建了PBS/PDMS双网络自修复有机硅弹性体。通过FTIR,Raman和1H NMR等表征手段确认了体系中亚胺键和硼氧键的生成。TGA结果表明通过引入PBS,弹性体的热分解温度提升了37°C。DSC和UV-Vis结果表明PBS/PDMS弹性体拥有较低的Tg以及较高的光学透过率。对弹性体进行了吸湿性和力学性能研究,证明弹性体在潮湿环境中仍具有较高稳定性,交联剂含量和拉伸速率对力学性能有较大影响。弹性体表现出优异的自修复性能和可回收加工性能,室温下修复4 h,自修复效率可达98%,弹性体被循环回收2次后,其拉伸强度仍可达原来的85%以上。通过抽滤转移法将CNT转移到PBS/PDMS上制备了PBS-PDMS/CNT应变传感器,传感器具有良好的导电自修复性能,切断修复3次后,导电自修复效率可达97%,且对手指的弯曲角度表现出较高的循环响应性。（3）通过氨基和醛基之间的席夫碱反应以及有机硼酸三聚体之间脱水作用,将亚胺键和硼氧六环结构引入到PDMS网络中,制备了四种双交联的自修复弹性体（PDMS-APB、PDMS-3FPB、PDMS-4FPB和PDMS-FPB）。通过FTIR和1H NMR等表征手段证明了体系中亚胺键和硼氧六环结构的存在。UV-Vis结果表明PDMS-3FPB,PDMS-4FPB和PDMS-FPB的光学透过率大于82%。TGA和DSC结果表明,PDMS-FPB拥有较高的热分解温度以及较低的Tg。对力学性能以及流变性能研究表明交联剂含量、拉伸速率以及样品标距对弹性体的力学性能有明显影响,随着交联剂含量增加,弹性体的弹性模量和粘性模量均有增加。另外,由于可逆亚胺键和硼氧六环结构的存在,双网络弹性体表现出优异的自修复性能和可循环加工性能。以PDMS-APB聚合物为基础,通过与CNT复合,制备了PDMS-APB/CNT自修复导电弹性体,弹性体具有导电自修复性能且可实时监测手指、手腕、手肘的弯曲状态,循环稳定性良好。
景柱[3]（2021）在《压阻式Graphene/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器及其性能研究》文中认为随着柔性电子设备的快速发展,柔性传感器向着高灵敏度、高检测限、高分辨率以及阵列化微结构方向发展。对于柔性压力传感器,现阶段主要是在改变结构、改变导电材料以及导电材料与基底材料的结合方式来提升传感器的稳定性、一致性以及灵敏度等性能指标。针对制造出方法简单、高灵敏度以及高一致性的柔性压力传感器仍需进一步探索。本文以提高柔性压力传感器的灵敏度、一致性以及传感器的检测限为目的,制备出基于Graphene（石墨烯）/MXene（过渡金属碳化物和氮化物）-PDMS@海绵的柔性压力传感器,并对所制备的传感器进行灵敏度、响应时间以及循环加载等性能测试。具体结果如下所示:（1）制备了基于Graphene@海绵的柔性压力传感器。将Graphene分散在酒精溶液中,分多次浸入海绵内部,形成导电通路。通过对制备的传感器进行电子扫描显微镜进行表征,可以得出Graphene能够在海绵内部分布均匀并形成导电通路。对Graphene@海绵柔性压力传感器进行灵敏度测试以及循环加载测试,传感器具有高灵敏度(0.18k Pa-1),检测限为0 k Pa-5 k Pa。（2）针对Graphene@海绵柔性压力传感器检测限范围窄以及在稳定性测试时出现的不稳定现象,为了将Graphene稳定的粘附在海绵内部,引入具有低杨氏模量的PDMS,通过将PDMS注入海绵内部再挤出,在海绵内部形成一层PDMS薄膜,再将制备好的Graphene溶液浸入海绵内部,使得Graphene通过PDMS粘附在海绵内部。对Graphene-PDSM@海绵柔性压力传感器进行性能测试。传感器的灵敏度达到0.075 k Pa-1,响应时间为120 ms,传感器的检测限提升到0 k Pa-45 k Pa,并且传感器在循环加载-卸载测试中,表现出优异的稳定性。并通过多组传感器进行测试,传感器表现出良好的一致性。（3）在传感器制备过程中,为了探究保持传感器高灵敏度的同时保持宽的检测限,进行了如下实验。要保持传感器高灵敏度同时提升传感器的检测限,在海绵骨架结构中可以通过扩大海绵骨架内部孔隙来实现。制备了基于Graphene/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器。在实验中加入MXene,MXene是一种新型的二维碳材料,具有高导电率。MXene材料在保持高导电率的同时具有更小的体积,能够和Graphene协同用来改善传感器的性能。对所制备的传感器进行性能测试,得出结果,传感器的灵敏度为0.07k Pa-1并且传感器的检测限提升到0 kPa-37 kPa。
丛沫岳[4]（2021）在《磁致伸缩传感器的灵敏度提升方法及实验研究》文中指出磁致伸缩传感器是一种基于磁致伸缩效应建立的新型无线无源传感器,历经近三十多年的发展,磁致伸缩传感器在多个学科领域得到了广泛的应用。然而,随着技术的迅猛发展,微型化、集成化、多目标、高灵敏度成为传感器发展的首要目标。但是,目前磁致伸缩传感器的发展受其核心感知元件材料生产工艺和加工成本等因素的限制,在灵敏度提升方面研究的较少,缺乏相应的设计理论,无法充分发挥磁致伸缩传感器在多领域的应用潜力。基于上述问题,本文从磁致伸缩传感器感知元件形状、基体结构以及检测系统等角度展开对其灵敏度提升方法的一系列研究,以进一步提高现有磁致伸缩传感器的性能。首先,针对传统磁致伸缩谐振传感器工作原理,根据磁致伸缩效应的基础理论分析了无线检测实现原理;分析了影响谐振传感器灵敏度性能的主要因素,提出了一种基于磁致伸缩传感器感知元件形状优化的灵敏度提升方法;应用优化设计理论获得了沙漏型谐振传感器结构,利用ANSYS有限元方法对传统谐振传感器及沙漏型谐振传感器感知元件的模态进行了分析对比,同时总结了感知元件结构参数对传感器谐振频率的影响规律,并确定了沙漏型感知元件的具体结构参数;在考虑非线性效应情况下,给出了磁致伸缩传感器的谐振频率表达式,推导出了磁场中传感器受力的非线性磁弹性耦合振动方程;同时,建立了传感器输出对应的等效电路模型,对信号的输出特性进行了理论推导。其次,根据传统磁致伸缩压磁传感器工作原理,建立了机-磁耦合模型关系式。从压磁传感器的基体结构出发,提出基于负泊松比基体结构优化的磁致伸缩传感器灵敏度提升方法;分析了负泊松比基体结构特性,研究了内凹蜂窝结构的等效弹性参数对拉伸压缩变形的影响;提出了负泊松比基体压磁传感器的结构模型,并从理论上分析负泊松比结构参数对压磁传感器灵敏度的影响,同时通过ANSYS静力学仿真分析了基体结构参数与灵敏度之间的关系;应用光固化技术完成了传感器的制备,为获得信号变化规律建立了等效电路模型。此外,从检测系统的角度出发,分别建立了激励磁场、偏置磁场以及检测线圈理论模型,并应用COMSOL多物理场仿真软件对检测系统中激励磁场、偏置磁场以及检测线圈等参数变化对磁致伸缩传感器灵敏度影响进行了仿真分析。最终,为了验证所提出的各种灵敏度提升方法的有效性,搭建磁致伸缩传感器性能检测实验平台,具体包括机械加载实验平台、输出信号检测系统和传感器灵敏度测试系统。同时,在此平台上开展了磁致伸缩传感器输出性能测试实验,以验证本文提出的感知元件形状优化、负泊松比基体结构优化以及检测系统参数等对传感器灵敏度性能的提升效果。实验结果表明本文提出的灵敏度提升方法均可有效地提升磁致伸缩传感器的灵敏度。
程立丰[5]（2021）在《电缆接头局放声波光纤法-珀传感检测方法研究》文中提出电缆接头是电力电缆的薄弱环节,绝缘故障容易引起电缆接头的击穿、烧坏甚至爆炸,检测局部放电可有效探知电缆接头绝缘潜伏性故障。非本征光纤法-珀传感器（Extrinsic fiber Fabry-Perot Interferometric,EFPI）已被用于探测液体绝缘局放声信号,但用于固体绝缘局放声波检测的声耦合效率、响应灵敏度等问题尚不明确。研究采用多物理场有限元仿真软件构建电缆中间接头模型,为分析接头内局放声场分布特性,在模型的接头导体线芯和外屏蔽外侧增补液体介质,计算获得局放声波场在接头固体表面的分布规律;提出了EFPI传感器在接头上的布置方法,并仿真分析了不同位置局放时不同频率和环境温度传感器的响应灵敏度,获得了EFPI传感器在接头固体结构内高效耦合声信号提高检测灵敏度方案。依据材料声阻抗匹配减小声传播衰减方法,设计了通过高模量介质耦合声波进入EFPI传感油腔的固体局放声波检测结构。构建固体绝缘局放声波检测实验平台,利用EFPI传感器和压电陶瓷传感器（Piezoelectric,PZT）同时对交联聚乙烯绝缘内的局放声波进行检测,对比分析EFPI分别通过铜介质和交联聚乙烯介质的检测灵敏度,检测结果表明,高模量金属更有利于接头内局放声波的传播,利用EFPI传感器能够有效的对电缆接头交联聚乙烯内的局放声信号进行检测,且EFPI传感器的灵敏度明显要高于PZT传感器的灵敏度。
李程龙[6]（2021）在《基于纤维素/PDMS的压力传感材料的制备和表征》文中进行了进一步梳理纤维素是由葡萄糖单元组成的高分子多糖,是植物细胞壁的主要组成成分,也是自然界中储量最大的天然可再生高分子材料。利用纤维素材料作起始原料制备传感材料和基体材料对保护生态环境、促进人类社会的可持续发展具有重要的意义。本文利用高碘酸钠氧化针叶木纤维素纤维,经冷冻干燥形成多孔的、疏松的纤维素纤维网络,然后经过300℃低温预碳化和800℃高温碳化,及聚多巴胺的增强作用,制备了可压缩柔性碳纤维网络,用来组装压阻式压力传感器,并研究了所制备的压阻式压力传感器的力学、电学性能。利用桦木浆板经TEMPO（2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物）氧化法制备阴离子纤维素纳米纤维,经高碘酸氧化和希夫碱反应等过程制备阳离子纤维素纳米纤维,用阳离子纤维素纳米纤维和阴离子纤维素纳米纤维混合抽滤,制备了纤维素纳米纸。在阳离子纤维素纳米纤维和阴离子纤维素纳米纤维中加入碳纳米管,利用界面复合的原理,拉出超细纳米纤维导电丝,并探究了纳米纸的力学性能和超细纤维导电丝的力学、电学性能。利用氯化钠作为致孔剂制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）气凝胶,并将多壁碳纳米管（MWCNT）负载到PDMS气凝胶上,制备了MWCNT-PDMS气凝胶,将该气凝胶作为传感材料组装传感器,探究了所制备的传感器的力学、电学性能和在人体监测、温度测量方面的应用。实验结果表明,经过高碘酸氧化的针叶木纤维素纤维可直接发生胶凝,经过-80℃的冷冻干燥后,所得到的多孔纤维素网络材料经过碳化,仍然完整地保留了纤维素纤维网络骨架,并且具有一定的压缩回弹性能。将得到的碳化纤维网络与聚多巴胺结合,得到聚多巴胺增强的碳化纤维网络,将该网络组装成压阻式压力传感器,该传感器在0-10k Pa和10-50k Pa的压力范围内,分别具有8.4k Pa-1和40.0k Pa-1的高灵敏度,还具有0.47Pa的低检测极限,在加载和卸载50Pa的压力时,加载响应时间为50ms,卸载恢复时间为20ms,在1000次循环加载和卸载20k Pa的压力实验中,具有优异的可重复性。这些优异的性能使该传感器能够准确、快速的识别各种人体活动,监测人类的生物医学信号,作为压敏电阻可以控制电路中LED灯的亮度,还可以分辨空间压力和压力分布。利用桦木浆板制备的阳离子纤维素纳米纤维和阴离子纤维素纳米纤维混合抄造纤维素纳米纸时,可大幅度降低成形时间,在1:1的比例下,纳米纸的滤水时间小于60分钟,并且该纳米纸与单一纤维素纳米纤维抄造的纳米纸具有相近的透光度,更高的拉伸强度和稳定性。利用界面复合原理制备的超细纤维导电丝直径小于30μm,抗拉强度为130MPa,导电率达到4169s/m。将导电丝用PDMS包裹后抗拉强度增加到148MPa,作为导线可点亮LED灯。将四根导电丝用PDMS并行包裹为薄膜,作为传感材料组装传感器,可用于检测人体脉搏。用氯化钠作致孔剂制备的PDMS气凝胶,经进一步负载多壁碳纳米管后制备的MWCNT-PDMS气凝胶具有良好的可压缩性、拉伸性能和弹性及优异的导电性能和电阻稳定性,其作为传感材料组装的柔性压阻式压力传感器具有300k Pa的高压力检测极限,在经过高达10000次的压缩回弹实验中,具有极高的稳定性和可重复性,并且有很短的响应时间和可检测温度的性能。这些优异的性能使该柔性压力传感器可以用于检测人体的健康,可以较为准确的检测环境温度,也可以检测空间压力分布,具有广阔的应用前景。
薛兆康[7]（2021）在《油气井下光纤温度压力传感器的研究》文中研究表明光纤传感作为传感领域重要的技术之一,其凭借体积小,重量轻,应用环境广泛,易于分布式组网等优点逐渐成为众多研究者的研究对象。温度和压力作为重要的传感参数,其在一些恶劣环境下的监测变得尤为重要,如在油气井下的开采过程中,温度可以达到300℃,压力可以达到100 MPa以上,在这种环境下,传统的电子传感器很难长时间稳定的进行测试。本文基于光纤光栅,结合碳纤维材料的材料特性,搭建了可以应用于油气井下高温高压复杂环境的温度压力传感系统,其具体研究内容如下:首先回顾了光纤光栅温度压力传感技术的研究现状,包括光纤传感器在温度、压力测量方面的一些传统结构和研究进展,简要分析了各种方法的优缺点,指出光纤传感技术在油气井等恶劣环境下的应用前景。之后对光纤光栅温度、压力和应变的传感原理进行理论分析,并概述了交叉敏感问题的解决方法。同时说明了几种光纤光栅的加工方法,并对其封装结构进行了理论分析。接着搭建了温度压力传感测试系统,该系统理论上可以在0～300℃、0～200MPa的范围内进行实验研究,并利用碳纤维的材料特性,对飞秒激光制作的光纤光栅进行封装性研究。将碳纤维片采用层层组装的方式结合耐高温环氧树脂胶形成碳纤维块,将光纤光栅封装在碳纤维块里形成压力传感器,对其进行温度压力测试,发现其温度灵敏度在20～30 pm/℃之间,常温下压力灵敏度约为-20 pm/MPa,并且随着温度升高压力灵敏度逐渐降低。最后重新设计并提出了一种基于碳纤维管增敏型的压力传感器。该压力传感器是以三维四向的编织方法将碳纤维丝编织成管状结构,通过耐高温环氧树脂固化形成复合碳纤维管。将碳纤维管的两侧封装形成中空结构作为弹性体形成传感器的骨架,表面嵌入耐高温光纤布拉格光栅作为压力感知元件,通过外加温度补偿光栅,实现了油气井下温度和压力的同时测量。实验结果表明,该压力传感器可以在0～150℃和0～80 MPa环境下工作,不同温度下压力灵敏度不同,其压力灵敏度最大可达到-50.02 pm/MPa,同时表现出良好的线性拟合度。该压力传感器能够较好的解决温度压力测试过程中的交叉敏感问题,满足了井下开采的精度要求,为油气井下高温高压光纤传感器的设计提供了实验依据。
李双双[8]（2021）在《无胶封光纤加速度传感器技术研究》文中认为目前我国的消费能源依旧以化石能源为主,油气资源的消耗总量逐年上涨,但开采量却难以提升,油气资源严重依赖进口。在这种供不应求的情况下,我国急需提升油气资源勘探能力,提高非常规油气资源开采能力。地震波勘探作为高效精细的勘探技术之一,其技术原理是通过接收并分析从地层中传来的振动信号,从而对地质构造进行反演,因此地震检波器的探测性能影响着油气资源的勘探水平。由于地震波经过大地过滤后以低频信号为主,且部分地震检波器需工作于高温井中,因此检波器需要有良好的低频响应特性并且耐高温。本文基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感原理研制出一种能在井中等高温环境中长期使用的高可靠性FBG加速度传感器。传感器利用双侧对称的倾斜悬臂梁在振动激励下产生微弯来使FBG发生形变,通过分析FBG中心波长的变化便可得出振动信号的大小。经过理论分析和参数优化,传感器实现了良好的低频响应。此外,为提高加速度传感器在井中等高温环境中的稳定性,利用玻璃焊接技术对FBG进行封装,使封装后的传感器能够克服粘接蠕变现象,在长期高温环境中保持稳定的传感性能,同时可快速准确地对热冲击进行响应,还能在循环热冲击下确保封装性能不变,最大程度保障传感器在实际使用中的测量准确性。研究结果表明,本文研制的FBG加速传感器的测量频段为0.1 Hz-30 Hz,测量灵敏度为290 pm/g,最大横向干扰为3.6%,耐温极限不低于250℃,满足了油气资源勘探领域对加速度传感器的频段要求和耐温需求。
王梅岚[9]（2021）在《基于离电传感机理的功能橡胶材料制备及其在电子皮肤中的应用》文中研究表明柔性压力传感器以其制备方法简单、原材料丰富、机械性能好、灵敏度高等特征备受关注,其中基于离子双电层（EDL）的界面电容传感的离电式柔性压力传感器由于其灵敏度高、受噪音影响小、对静态和动态刺激均响应等优点引起了人们的广泛研究。压力感应能力是人体皮肤的基本而强大的功能之一,人们为了模仿人体皮肤的触觉功能研制出了各式电子皮肤,然而目前的电子皮肤基本都是平面薄膜状的器件,贴附在人类皮肤或目标物体,利用其柔性可拉伸性能实现有限形变,这种方式对于具有曲线面的物体很难实现全覆盖触觉感应。本论文基于离电式柔性压力传感原理,从材料改性和电极设计入手,制备出具有全覆盖压力传感的电子皮肤。主要研究工作如下:1、离子橡胶体系的构建:对聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行改性,在PDMS中加入有机电解液,并掺杂气相二氧化硅,使其具有离子导电性,通过对有机电解液含量、气相二氧化硅含量、表面粗糙度的比较,对材料的力学性能和电学性能进行了研究。最终制备出PDMS、有机电解液、气相二氧化硅质量比为2:1:0.3,相应杨氏模量为1.1 MPa的离子橡胶。在此基础上,通过3D打印方式构建树脂电极模型,选取合适导电银浆涂覆于电极模型凹槽中,使之具有导电性,配合离子橡胶成为离电式柔性压力传感器,灵敏度为1.46 n F/k Pa/cm2,压力响应时间为25 ms,最小分辨率为9.61Pa。2、共形电子皮肤的设计及应用:利用离子橡胶的可浇筑性和3D打印的优势制备出指尖状的离电式传感共形电子皮肤。对共形电子皮肤进行了人体脉搏检测及形状识别的应用测试,证明了本结构的传感器可以解决目前电子皮肤贴合过程中出现面积重叠和面积缺失的问题,导致无法实现触觉全覆盖的问题。
胡法琪[10]（2021）在《PEDOT：PSS类导电聚合物水凝胶的制备及其应变传感性能》文中进行了进一步梳理随着大数据时代的发展,人们对于高效便捷的个性化医疗服务需求不断增长。由柔性软体材料制成的可拉伸应变传感器能够实时监测人体活动产生的各类大小应变信号,并将其转换为电信号输出,以便及时反映健康状况,因此在个性化医疗、人体运动健康监测等领域展现出了巨大发展前景。当前可拉伸应变传感器发展所面临的关键问题仍然是实现可拉伸性、高灵敏度、稳定性等应变传感性能的同步提升,从材料自身出发,开发高性能可拉伸应变传感材料仍亟待解决。近年来,导电聚合物水凝胶作为开发可穿戴电子器件的最佳材料选择之一,兼具导电聚合物的高导电性,水凝胶优异的力学拉伸性,粘弹性和生物相容性等独特优势,在可穿戴应变传感器领域展现出了巨大的应用潜力。基于此,本论文以聚（3,4-乙撑二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）作为离子-电子双导电网络,与粘弹性的高分子聚合物力学支撑网络相互作用,制备了多种具有双连续微相分离或半微相分离分子网络结构的PEDOT:PSS类导电聚合物水凝胶,系统探究了它们的形貌结构、力学、电学等性能,并探究了水凝胶组分浓度、交联方法、微观结构,构型构造对应变传感器的传感性能影响,最后将其作为可穿戴传感器实现了对人体运动健康的高灵敏、宽范围监测应用。具体的研究内容和结果如下:1、通过设计物理交联的PEDOT:PSS-PVA微相半分离网络结构,制备了抗疲劳稳定性优异的PEDOT:PSS-PVA类水凝胶。PEDOT:PSS水溶液冷冻干燥后,采用二元混合溶剂再分散形成了PEDOT与PSS微相分离的导电纳米纤维网络。循环冻融或干燥退火法交联形成了含有大量氢键结晶域的高柔韧性PVA三维交联网络,两相网络相互作用,使得PEDOT:PSS中的PSS微相与PVA相部分互溶,最终形成了微相半分离的网络结构,有利于提高所制备PEDOT:PSS-PVA水凝胶的电导率及循环拉伸下力学、电学稳定性。基于3D打印技术加工成型,两种物理交联法交联获得了PEDOT:PSS-PVA类水凝胶,并对它们的形貌结构、含水量、力学、电学、应变传感性能进行了详细的探究,随后以其作为应变传感层组装了可拉伸应变传感器,成功实现了对于人体运动,如手指弯曲、眼部转动的有效监测。研究发现,所制备PEDOT:PSS-PVA水凝胶具有良好的抗疲劳稳定性,循环拉伸200圈后输出应力变化仍保持稳定。交联方法对所制备水凝胶的性能产生影响,如采用干燥退火交联法所制备的PEDOT:PSS-PVA水凝胶因内部含水量相对较少,导电网络更密集,电导率相对更高（75 wt%PEDOT:PSS-PVA可达4.88 S/cm）,应变传感的灵敏度更好（可达3.36）;采用循环冻融交联法所制备的PEDOT:PSS-PVA水凝胶弹性模量更低（0.1～0.4 MPa）,与人体皮肤的力学性能更为匹配,应变传感的稳定性更好。最后,通过调整PEDOT:PSS与PVA两相间的质量占比,以及掺杂适当比例的羧基化碳纳米管水分散液（c-SWCNTs）等改善策略,实现了两种交联法下PEDOT:PSS-PVA类水凝胶力学、电学、应变传感性能的同步提升。2、通过设计物理交联的PEDOT:PSS-PU双连续微相分离网络结构,制备了高电导率、高强度的PEDOT:PSS-PU类水凝胶。PU分子内或分子间的极性集团氢键交联形成高强度的PU网络,与PEDOT:PSS的高导电性纳米纤维网络相互作用时,由于不良溶剂效应,在PEDOT:PSS与PU两个连续相间产生纳米尺度的微相分离,导电网络与力学拉伸网络相互独立,互不相溶,能独立发挥单相网络的最大优势,使得所制备PEDOT:PSS-PU水凝胶具有高强度以及优异的电导率。基于此,制备了PEDOT:PSS-PU可3D打印溶液,采用3D打印技术,自然干燥交联制备了PEDOT:PSS-PU类水凝胶。随后组装了可穿戴应变传感器,通过输出电信号强度以及形状的差异可识别不同表情变化,成功实现了对人体的微表情变化的监测。研究发现,双连续微相分离结构使得所制备PEDOT:PSS-PU水凝胶的电导率远高于PEDOT:PSS-PVA水凝胶（30 wt%PEDOT:PSS-PU即高达27 S/cm）,力学拉伸性可达300%～800%,杨氏模量在1～2 MPa。但由于导电网络不受约束,反复拉伸循环下的电阻变化的稳定性较差。随后通过改变水凝胶的3D打印构型,采用“三明治”结构,即正交打印PEDOT:PSS-PU水凝胶作为上下两层基底,中间夹杂c-SWCNTs涂层,有效改善了单层PEDOT:PSS-PU水凝胶循环拉伸下的电阻稳定性,提高了单次拉伸循环下的线性度,灵敏度在整个应变范围内约1.69左右,迟滞性有效降低。3、通过设计化学交联的PEDOT:PSS-PAM微相半分离网络结构,制备了应变传感综合性能优异的PEDOT:PSS-PAM水凝胶。通过热引发在PEDOT:PSS纳米纤维网络中自由基聚合丙烯酰胺单体,所形成的PAM网络与PSS微相部分互溶,得到具有微相半分离网络结构的PEDOT:PSS-PAM水凝胶。自由基聚合形成的PAM网络中分子链以共价键相连更加稳定,有利于提高水凝胶可拉伸性,以及经受力学拉伸时的电阻变化率及稳定性,提高应变传感的综合性能。研究表明,所制备的PEDOT:PSS-PAM水凝胶展现出最高0.58 S/m的较高电导率,可观的拉伸性（300%～600%）,较低的杨氏模量（5～2 KPa）,与人体皮肤组织的力学性能更为匹配。所组装的PEDOT:PSS-PAM水凝胶应变传感器展示出高线性响应,单次拉伸循环电阻变化的线性度高达0.99,灵敏度在0%～100%应变下达2左右,100%～500%范围内可达4左右,迟滞性极低。所组装应变传感器对大应变下的人体腿部,以及小应变下的手腕各方向运动能够做出及时有效响应,并且对运动方向具有响应识别性,这为开发多功能可穿戴应变传感器提供了思路。
二、传感器在杨氏弹性模量实验中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、传感器在杨氏弹性模量实验中的应用（论文提纲范文）
（1）光纤光栅振动传感研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤振动传感器现状介绍 |
| 1.2.1 Mach-Zehnder光纤振动传感器 |
| 1.2.2 Michelson光纤振动传感器 |
| 1.2.3 Fabry-Perot光纤振动传感器 |
| 1.2.4 光纤光栅振动传感器 |
| 1.3 光纤光栅分类 |
| 1.3.1 均匀光纤光栅 |
| 1.3.2 非均匀光纤光栅 |
| 1.4 FBG振动传感研究现状 |
| 1.4.1 FBG全粘式封装 |
| 1.4.2 FBG两点式封装 |
| 1.5 研究内容和论文安排 |
| 第二章 FBG振动传感原理及有限元分析 |
| 2.1 FBG耦合模理论 |
| 2.2 FBG传感理论 |
| 2.3 FBG振动传感器原理 |
| 2.4 有限元分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于‘E’型梁式的FBG振动传感研究 |
| 3.1 ‘E’型梁式结构模型 |
| 3.2 传感原理分析 |
| 3.3 理论仿真优化和有限元分析 |
| 3.3.1 理论仿真优化 |
| 3.3.2 有限元分析 |
| 3.4 ‘E’型梁传感器特性 |
| 3.4.1 幅频特性 |
| 3.4.2 冲击实验 |
| 3.4.3 灵敏度响应 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于悬臂梁式二维FBG振动传感研究 |
| 4.1 二维悬臂梁结构模型设计 |
| 4.2 传感原理分析 |
| 4.2.1 x方向理论分析 |
| 4.2.2 y方向理论分析 |
| 4.3 结构参数仿真和有限元分析 |
| 4.3.1 结构参数仿真 |
| 4.3.2 有限元分析 |
| 4.4 传感器温度特性研究 |
| 4.5 传感器振动特性研究 |
| 4.5.1 x方向幅频特性 |
| 4.5.2 x方向灵敏度响应 |
| 4.5.3 y方向幅频特性 |
| 4.5.4 y方向灵敏度响应 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 具有温度补偿的FBG振动传感研究 |
| 5.1 结构模型设计 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.3 理论仿真和有限元分析 |
| 5.3.1 理论仿真 |
| 5.3.2 有限元分析 |
| 5.4 传感器温度特性研究 |
| 5.5 传感器振动特性研究 |
| 5.5.1 幅频特性 |
| 5.5.2 冲击响应 |
| 5.5.3 灵敏度响应 |
| 5.5.4 抗横向干扰 |
| 5.5.5 动态范围 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（2）基于氨基PDMS本征型自修复弹性体的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 自修复材料概述 |
| 1.2.1 外援型自修复材料 |
| 1.2.2 本征型自修复材料 |
| 1.3 聚硅氧烷基自修复材料研究进展 |
| 1.3.1 可逆动态非共价键型 |
| 1.3.2 可逆动态共价键型 |
| 1.3.3 多重相互作用 |
| 1.4 自修复聚合物复合材料的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 材料的制备及实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料和实验设备 |
| 2.2.1 主要实验原料和试剂 |
| 2.2.2 主要实验设备 |
| 2.3 自修复PDMS及柔性传感器的制备 |
| 2.3.1 基于亚胺键自修复PDMS弹性体及其传感器的制备 |
| 2.3.2 PBS/PDMS双网络自修复弹性体及其传感器的制备 |
| 2.3.3 基于亚胺-硼氧六环结构自修复导电弹性体的制备 |
| 2.4 材料的表征与性能测试 |
| 2.4.1 结构和成分表征 |
| 2.4.2 弹性体性能测试 |
| 2.4.3 传感信号检测 |
| 第3章 基于亚胺键自修复PDMS弹性体的构筑与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 HPDMS弹性体的制备 |
| 3.2.1 HPDMS弹性体的制备机理 |
| 3.2.2 DFB含量对弹性体形成过程的影响 |
| 3.3 HPDMS弹性体的结构表征 |
| 3.3.1 HPDMS弹性体的红外光谱分析 |
| 3.3.2 HPDMS弹性体的拉曼光谱表征 |
| 3.3.3 HPDMS弹性体的核磁共振氢谱分析 |
| 3.4 HPDMS弹性体的性能评价 |
| 3.4.1 HPDMS弹性体的光学透过性 |
| 3.4.2 HPDMS弹性体的热稳定性 |
| 3.4.3 HPDMS弹性体的DSC分析 |
| 3.4.4 HPDMS弹性体的力学性能 |
| 3.4.5 HPDMS弹性体的自修复性能 |
| 3.4.6 HPDMS弹性体的重加工性能 |
| 3.4.7 HPDMS弹性体的粘附性表征 |
| 3.5 HPDMS/Ag NW传感特性研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 PBS/PDMS双网络自修复弹性体的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PBS/PDMS双网络弹性体的制备 |
| 4.3 PBS/PDMS双网络弹性体的结构表征 |
| 4.3.1 PBS/PDMS双网络弹性体的红外光谱分析 |
| 4.3.2 PBS/PDMS双网络弹性体的拉曼光谱分析 |
| 4.3.3 PBS/PDMS双网络弹性体的核磁共振光谱分析 |
| 4.4 PBS/PDMS双网络弹性体的性能评价 |
| 4.4.1 PBS/PDMS双网络弹性体的紫外可见光谱分析 |
| 4.4.2 PBS/PDMS双网络弹性体的TGA分析 |
| 4.4.3 PBS/PDMS双网络弹性体的DSC分析 |
| 4.4.4 PBS/PDMS双网络弹性体的交联密度 |
| 4.4.5 PBS/PDMS双网络弹性体的吸湿性能 |
| 4.4.6 PBS/PDMS双网络弹性体的力学性能 |
| 4.4.7 PBS/PDMS双网络弹性体的自修复性能 |
| 4.4.8 PBS/PDMS双网络弹性体的重加工性能 |
| 4.5 双网络PBS-PDMS/CNT作为柔性传感器应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于亚胺-硼氧六环结构的双交联自修复弹性体 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双交联自修复弹性体的制备 |
| 5.3 双交联自修复弹性体的结构成分表征 |
| 5.3.1 双交联自修复弹性体的红外光谱分析 |
| 5.3.2 双交联自修复弹性体的核磁共振氢谱 |
| 5.4 双交联自修复弹性体性能分析 |
| 5.4.1 双交联自修复弹性体的光学透过性 |
| 5.4.2 双交联自修复弹性体的热重分析 |
| 5.4.3 双交联自修复弹性体的DSC分析 |
| 5.4.4 双交联自修复弹性体的流变性能分析 |
| 5.4.5 双交联自修复弹性体的力学性能 |
| 5.4.6 双交联自修复弹性体的自修复性能 |
| 5.4.7 双交联自修复弹性体的重加工性能 |
| 5.5 PDMS-APB/CNT自修复导电体的传感特性 |
| 5.6 PDMS基自修复弹性体的对比研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）压阻式Graphene/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 压阻式柔性压力传感器 |
| 1.2.1 压阻式柔性压力传感器结构 |
| 1.2.2 敏感材料 |
| 1.2.3 柔性基底材料 |
| 1.2.4 目前压阻式传感器所存在的问题 |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 第二章 压阻式Graphene@海绵柔性压力传感器的制备与测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Graphene@海绵压阻式柔性压力传感器的制备与表征 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 Graphene@海绵压阻式柔性压力传感器制备 |
| 2.2.3 Graphene@海绵压阻式柔性压力传感器表征 |
| 2.3 Graphene@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 2.3.1 传感器性能测试主要仪器设备 |
| 2.3.2 Graphene@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 压阻式Graphene-PDMS@海绵柔性压力传感器的制备与测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器的制备与表征 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器的制备 |
| 3.2.3 Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器表征 |
| 3.3 Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 3.3.1 传感器性能测试主要仪器设备 |
| 3.3.2 Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 压阻式Graphene/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器的制备与测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Graphene/MXene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器制备与表征 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 Graphene/MXene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器制备 |
| 4.2.3 Graphene/MXene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器表征 |
| 4.3 Graphene/MXene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 4.3.1 传感器性能测试主要仪器设备 |
| 4.3.2 Graphene-PDMS@海绵压阻式柔性压力传感器性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）磁致伸缩传感器的灵敏度提升方法及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 磁致伸缩传感器理论基础 |
| 1.2.1 磁致伸缩正效应 |
| 1.2.2 磁致伸缩逆效应 |
| 1.2.3 磁致伸缩的产生机理 |
| 1.3 磁致伸缩传感器研究现状 |
| 1.4 磁致伸缩传感器灵敏度提升方法研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于感知元件形状优化的灵敏度提升方法 |
| 2.1 磁致伸缩谐振传感器工作原理 |
| 2.2 谐振传感器灵敏度性能分析 |
| 2.3 谐振传感器感知元件形状优化 |
| 2.4 基于沙漏型感知元件的传感器灵敏度提升 |
| 2.4.1 沙漏型谐振传感器结构 |
| 2.4.2 沙漏型谐振传感器模态分析 |
| 2.4.3 感知元件参数变化对谐振频率的影响 |
| 2.5 沙漏型谐振传感器振动分析及等效电路模型 |
| 2.5.1 沙漏型谐振传感器振动分析 |
| 2.5.2 沙漏型谐振传感器等效电路模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 负泊松比基体结构优化的灵敏度提升方法 |
| 3.1 磁致伸缩压磁传感器结构与工作原理 |
| 3.1.1 传统压磁传感器结构组成 |
| 3.1.2 磁致伸缩压磁传感器工作原理 |
| 3.2 负泊松比结构特性及形变理论分析 |
| 3.2.1 负泊松比结构特性分析 |
| 3.2.2 负泊松比蜂窝材料形变理论分析 |
| 3.3 负泊松比基体结构优化的传感器灵敏度提升方法 |
| 3.3.1 基于负泊松比基体结构的压磁传感器模型 |
| 3.3.2 负泊松比结构参数对传感器灵敏度的影响 |
| 3.3.3 负泊松比基体结构仿真分析 |
| 3.4 传感器基体材料和加工方法 |
| 3.5 负泊松比压磁传感器等效电路模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 检测系统参数对传感器灵敏度的影响及仿真分析 |
| 4.1 磁致伸缩传感器检测系统仿真简介 |
| 4.1.1 多物理场仿真平台COMSOL求解流程 |
| 4.1.2 三维磁场分析有限元基础 |
| 4.1.3 磁致伸缩传感器检测系统构成 |
| 4.2 激励磁场参数对传感器灵敏度的影响 |
| 4.2.1 激励磁场的作用 |
| 4.2.2 激励线圈理论模型的建立 |
| 4.2.3 激励参数对传感器灵敏度的影响仿真分析 |
| 4.3 偏置磁场参数对传感器灵敏度的影响 |
| 4.3.1 偏置磁场的作用 |
| 4.3.2 偏置磁场理论模型的建立 |
| 4.3.3 偏置磁场参数对传感器灵敏度影响仿真分析 |
| 4.4 检测线圈参数对传感器灵敏度的影响 |
| 4.4.1 检测线圈的作用 |
| 4.4.2 检测线圈理论模型的建立 |
| 4.4.3 检测线圈对传感器灵敏度影响仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磁致伸缩传感器灵敏度提升的实验研究 |
| 5.1 传感器灵敏度检测系统实验平台搭建 |
| 5.1.1 传感器机械加载实验平台 |
| 5.1.2 传感器输出信号检测系统 |
| 5.1.3 传感器灵敏度检测系统 |
| 5.2 感知元件形状优化提升传感器灵敏度性能实验 |
| 5.2.1 沙漏型感知元件加工及检测模型 |
| 5.2.2 沙漏型谐振传感器灵敏度性能测试 |
| 5.3 基于负泊松比基体的传感器灵敏度提升实验 |
| 5.3.1 负泊松比基体压磁传感器检测模型 |
| 5.3.2 负泊松比基体传感器灵敏度性能实验 |
| 5.3.3 负泊松比基体结构参数对灵敏度的影响 |
| 5.4 检测系统对灵敏度影响实验 |
| 5.4.1 激励磁场参数实验结果 |
| 5.4.2 偏置磁场参数实验结果 |
| 5.4.3 检测线圈参数实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）电缆接头局放声波光纤法-珀传感检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 局部放电检测方法 |
| 1.2.2 光纤局放传感技术研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 局放声波理论及EFPI基本原理 |
| 2.1 局放声波理论 |
| 2.1.1 局放超声波的产生机理 |
| 2.1.2 局部放电超声波信号的传播 |
| 2.2 EFPI传感器相关原理 |
| 2.2.1 非本征光纤法-珀传感器工作原理 |
| 2.2.2 EFPI传感器结构参数与灵敏度 |
| 2.2.3 EFPI传感器频响测试系统 |
| 2.3 基于快速傅里叶变换的数据分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电缆接头局放特性仿真 |
| 3.1 电缆中间接头局放仿真 |
| 3.2 不同声源点的电缆接头局放仿真 |
| 3.2.1 局放声源点的选择 |
| 3.2.2 仿真结果分析 |
| 3.3 不同频率下电缆接头的的局放仿真 |
| 3.4 不同温度下电缆接头的局放仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电缆固体绝缘局放检测研究 |
| 4.1 电缆接头固体材料超声波传播特性分析 |
| 4.1.1 实验平台搭建 |
| 4.1.2 实验结果与分析 |
| 4.2 电缆接头固体材料局部放电检测实验 |
| 4.2.1 实验平台搭建 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 电缆中间接头局放检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（6）基于纤维素/PDMS的压力传感材料的制备和表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性传感器的研究进展 |
| 1.2.1 压阻式传感器 |
| 1.2.2 电容式传感器 |
| 1.2.3 压电式传感器 |
| 1.3 纤维素基传感器的研究 |
| 1.4 透明纸 |
| 1.5 导电导线简介 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 研究意义 |
| 第2章 纤维素纤维基碳纤维网络的制备及其传感性能研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验原料及仪器 |
| 2.1.2 高碘酸钠氧化纤维素纤维 |
| 2.1.3 制备纤维素纤维网络 |
| 2.1.4 碳化纤维素纤维网络 |
| 2.1.5 PDA-CCFN的制备 |
| 2.1.6 样品表征 |
| 2.1.7 PDA-CCFN压阻式压力传感器的组装和性能检测 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 PDA-CCFN的制备与表征 |
| 2.2.2 传感器性能检测 |
| 2.2.3 基于PDA-CCFN压力传感器的实际应用 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 利用带相反电荷的纤维素纳米纤维制备透明纳米纸 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验原料及仪器 |
| 3.1.2 高碘酸钠氧化纤维素纤维制备2,3 二醛纤维素(DAC) |
| 3.1.3 将2,3 二醛纤维素(DAC)阳离子化,制备带正电荷的纳米纤维素纤维(PCNF) |
| 3.1.4 利用TEMPO氧化法制备带负电荷的纳米纤维素纤维(NCNF) |
| 3.1.5 纤维素纳米纸的制备 |
| 3.1.6 纳米纸的表征 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 纤维素纳米纸的SEM图 |
| 3.2.2 Zeta电位和浊度随PCNF与 NCNF比例的变化 |
| 3.2.3 PCNF、NCNF及其混合物的FTIR图谱 |
| 3.2.4 纤维素纳米纸的热重检测 |
| 3.2.5 纤维素纳米纸的透明度 |
| 3.2.6 纳米纸的成形时间、应力应变和溶胀性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于纤维素纳米纤维的界面复合制备导电丝 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验材料及仪器 |
| 4.1.2 纤维素纳米分散液的制备 |
| 4.1.3 纳米纤维素丝的制备 |
| 4.1.4 样品的表征 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 不同拉丝速度对纤维素纳米纤维丝物理性能的影响 |
| 4.2.2 纤维素纳米纤维丝加入碳纳米管后的SEM图 |
| 4.2.3 碳纳米管加入对纤维素纳米纤维丝电学性能影响 |
| 4.2.4 单壁碳纳米管的拉曼光谱图 |
| 4.2.5 导电丝和PDMS包裹后的导电丝的应力应变曲线 |
| 4.2.6 导电丝的电学性能检测 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于PDMS气凝胶的柔性压力传感器 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验原料及仪器 |
| 5.1.2 PDMS气凝胶的制备 |
| 5.1.3 PDMS气凝胶负载多壁碳纳米管 |
| 5.1.4 基于MWCNT-PDMS气凝胶的柔性压阻式传感器 |
| 5.1.5 样品的表征 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 PDMS气凝胶的制备与表征 |
| 5.2.2 基于MWCNT-PDMS气凝胶的压力传感器性能检测 |
| 5.2.3 基于MWCNT-PDMS气凝胶的应变传感器性能检测 |
| 5.2.4 基于MWCNT-PDMS气凝胶的柔性压力传感器的应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.1.1 纤维素纤维基碳纤维网络的制备及其传感性能研究 |
| 6.1.2 利用带相反电荷的纤维素纳米纤维制备纳米纸 |
| 6.1.3 基于纤维素纳米纤维的界面复合制备导电丝 |
| 6.1.4 基于PDMS气凝胶的柔性压力传感器的制备 |
| 6.2 论文创新之处及未来工作的建议 |
| 6.2.1 创新之处 |
| 6.2.2 未来工作的建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 附件 |
（7）油气井下光纤温度压力传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤光栅温度压力传感技术研究现状 |
| 1.3 油气井下光纤传感技术研究现状 |
| 1.4 本课题研究内容和问题分析 |
| 第2章 光纤光栅传感原理及其制备技术 |
| 2.1 光纤光栅的传感原理及分类 |
| 2.1.1 光纤光栅的温度传感原理 |
| 2.1.2 光纤光栅的应变传感原理 |
| 2.1.3 光纤光栅的压力传感原理 |
| 2.1.4 交叉敏感问题及其解决方案 |
| 2.2 光纤光栅的制备 |
| 2.2.1 飞秒激光逐点法刻写光纤光栅 |
| 2.2.2 飞秒激光相位掩模法刻写光纤光栅 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 油气井下温度压力传感系统整体设计方案 |
| 3.1 技术指标 |
| 3.2 封装技术的研究 |
| 3.2.1 基于弹性元件的封装技术 |
| 3.2.2 基于聚合物材料的封装技术 |
| 3.2.3 基于结构增敏型的封装技术 |
| 3.3 光纤光栅的制备及粘贴技术的研究 |
| 3.4 基于碳纤维块传感探头的设计 |
| 3.5 传感特性的研究 |
| 3.5.1 温度响应测试 |
| 3.5.2 压力响应测试 |
| 3.6 高温高压下传感特性的研究 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 基于碳纤维管的压力传感器的设计 |
| 4.1 传感系统的设计 |
| 4.2 有限元仿真和模拟 |
| 4.3 传感特性的研究 |
| 4.4 高温高压下传感特性的研究 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）无胶封光纤加速度传感器技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 加速度传感器研究背景及意义 |
| 1.2 光纤加速度传感器研究现状 |
| 1.2.1 检波器的分类及各自特点 |
| 1.2.2 FBG加速度传感器的研究现状 |
| 1.2.3 井中FBG加速度传感器特点及研究现状 |
| 1.3 井中FBG传感器封装技术难题 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 FBG加速度传感器原理及封装原理 |
| 2.1 FBG传感器工作原理 |
| 2.1.1 FBG的刻写技术 |
| 2.1.2 FBG应变及温度传感原理 |
| 2.2 加速度传感器力学模型与特性分析 |
| 2.3 FBG两点粘接式封装原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于双侧对称倾斜悬臂梁的FBG加速度传感器 |
| 3.1 FBG加速度传感器的设计及分析 |
| 3.2 FBG加速度传感器的材料选择 |
| 3.3 FBG加速度传感器的参数设计及仿真优化 |
| 3.4 FBG加速度传感器传感性能测试及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高稳定性FBG传感器封装技术研究 |
| 4.1 新型FBG封装材料分析及封装方法选择 |
| 4.2 FBG封装工艺研究 |
| 4.3 FBG封装性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要工作总结 |
| 5.2 现在问题及未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
（9）基于离电传感机理的功能橡胶材料制备及其在电子皮肤中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 柔性传感器简介 |
| §1.2.1 柔性传感器的分类 |
| §1.2.2 柔性传感器的性能指标 |
| §1.3 柔性压力传感器的发展现状 |
| §1.3.1 柔性压力传感器的传感机制 |
| §1.3.2 柔性压力传感器的材料及制备方法 |
| §1.3.3 柔性压力传感器的应用 |
| §1.3.4 电子皮肤 |
| §1.4 柔性离电式压力传感器 |
| §1.5 课题的研究意义与内容 |
| 第二章 离电式传感橡胶的机理、材料、制备及性能表征 |
| §2.1 离电式传感橡胶的传感机理 |
| §2.2 离电式传感橡胶的制备 |
| §2.2.1 实验部分 |
| §2.2.2 过程与讨论 |
| §2.3 传感电极的制备 |
| §2.3.1 实验部分 |
| §2.3.2 过程与讨论 |
| §2.4 基于离子橡胶的离电压力传感器的封装 |
| §2.5 性能表征与测试 |
| §2.5.1 实验准备 |
| §2.5.2 实验部分 |
| §2.5.3 结果与讨论 |
| §2.6 本章小结 |
| 第三章 基于离子橡胶的共形电子皮肤研究 |
| §3.1 离电式压力传感共形电子皮肤的组装 |
| §3.1.1 离电式压力传感共形电子皮肤的制备 |
| §3.1.2 过程与讨论 |
| §3.2 性能表征与测试 |
| §3.2.1 实验选用设备 |
| §3.2.2 实验部分 |
| §3.2.3 结果与讨论 |
| §3.3 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| §4.1 总结 |
| §4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（10）PEDOT：PSS类导电聚合物水凝胶的制备及其应变传感性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 可拉伸应变传感器概述 |
| 1.2.1 可拉伸应变传感器分类及检测原理 |
| 1.2.2 可拉伸应变传感器性能指标 |
| 1.2.3 可拉伸应变传感器研究现状 |
| 1.3 水凝胶应变传感材料 |
| 1.3.1 水凝胶应变传感简介 |
| 1.3.2 水凝胶应变传感材料研究现状 |
| 1.4 导电聚合物水凝胶应变传感材料 |
| 1.4.1 导电聚合物水凝胶概述 |
| 1.4.2 导电聚合物水凝胶应变传感机理 |
| 1.4.3 PEDOT:PSS类导电聚合物水凝胶应变传感发展 |
| 1.5 本论文选题思路及主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 药品试剂及仪器 |
| 2.1.1 药品试剂 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.2 设备系统及测试平台 |
| 2.2.1 3D打印系统 |
| 2.2.2 力学、电学测试系统 |
| 2.2.3 应变传感测试系统 |
| 2.3 可3D打印水凝胶混合前体溶液性能测试 |
| 2.4 导电聚合物水凝胶性能测试 |
| 2.4.1 微观形貌表征 |
| 2.4.2 溶胀性能测试 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.4.4 电学性能测试 |
| 2.4.5 应变传感性能测试 |
| 2.5 导电聚合物水凝胶应变传感器组装及应用 |
| 第3章 PEDOT:PSS-PVA类导电聚合物水凝胶应变传感材料 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 PEDOT:PSS-PVA类导电聚合物水凝胶制备 |
| 3.2.1 可3D打印混合溶液的制备 |
| 3.2.2 3D打印导电聚合物水凝胶及后处理 |
| 3.3 可3D打印混合溶液的粘度及流变性 |
| 3.4 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶的微观形貌 |
| 3.4.1 原子力显微镜(AFM) |
| 3.4.2 导电性原子力显微镜(c-AFM) |
| 3.5 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶的溶胀性能 |
| 3.6 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶的力学性能 |
| 3.7 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶的电学性能 |
| 3.8 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶应变传感性能 |
| 3.9 PEDOT:PSS-PVA类水凝胶应变传感器应用 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 PEDOT:PSS-PU类导电聚合物水凝胶应变传感材料 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 PEDOT:PSS-PU类导电聚合物水凝胶制备 |
| 4.3 可3D打印混合溶液粘度及流变性 |
| 4.4 PEDOT:PSS-PU类水凝胶的微观形貌 |
| 4.4.1 原子力显微镜(AFM) |
| 4.4.2 导电性原子力显微镜(c-AFM) |
| 4.5 PEDOT:PSS-PU类水凝胶力学性能 |
| 4.6 PEDOT:PSS-PU类水凝胶电学性能 |
| 4.7 PEDOT:PSS-PU类水凝胶应变传感性能 |
| 4.8 PEDOT:PSS-PU类水凝胶应变传感器应用 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 PEDOT:PSS-PAM导电聚合物水凝胶应变传感材料 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 PEDOT:PSS-PAM导电聚合物水凝胶的制备 |
| 5.2.1 混合溶液配制 |
| 5.2.2 化学交联法制备PEDOT:PSS-PAM水凝胶 |
| 5.3 PEDOT:PSS-PAM水凝胶形貌结构表征 |
| 5.3.1 红外光谱 |
| 5.3.2 扫描电子显微镜 |
| 5.4 PEDOT:PSS-PAM水凝胶力学性能表征 |
| 5.5 PEDOT:PSS-PAM水凝胶电学性能测试 |
| 5.6 PEDOT:PSS-PAM水凝胶应变传感性能测试 |
| 5.7 PEDOT:PSS-PAM水凝胶应变传感器应用 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果及所获荣誉 |
| 致谢 |
四、传感器在杨氏弹性模量实验中的应用（论文参考文献）
- [1]光纤光栅振动传感研究[D]. 赵显锋. 西安石油大学, 2021
- [2]基于氨基PDMS本征型自修复弹性体的制备及性能研究[D]. 王鹏. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]压阻式Graphene/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器及其性能研究[D]. 景柱. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]磁致伸缩传感器的灵敏度提升方法及实验研究[D]. 丛沫岳. 东北电力大学, 2021(09)
- [5]电缆接头局放声波光纤法-珀传感检测方法研究[D]. 程立丰. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
- [6]基于纤维素/PDMS的压力传感材料的制备和表征[D]. 李程龙. 齐鲁工业大学, 2021(09)
- [7]油气井下光纤温度压力传感器的研究[D]. 薛兆康. 吉林大学, 2021(01)
- [8]无胶封光纤加速度传感器技术研究[D]. 李双双. 西北大学, 2021(12)
- [9]基于离电传感机理的功能橡胶材料制备及其在电子皮肤中的应用[D]. 王梅岚. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [10]PEDOT：PSS类导电聚合物水凝胶的制备及其应变传感性能[D]. 胡法琪. 江西科技师范大学, 2021
标签：压力感测器论文; 磁致伸缩论文; 电阻应变式传感器论文; pdms论文; 应变式压力传感器论文;