Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowatorski sensor nacisku oparty na systemie mikrofluidycznym

ghost666 27 Cze 2016 14:20 1254 0
  • Nowatorski sensor nacisku oparty na systemie mikrofluidycznym
    Badacze z National University of Singapore opracowali niezwykle cienki i elastyczny sensor ciśnienia, który nie tylko jest w stanie mierzyć nacisk w szerokim zakresie ciśnień - od 2 kPa do 400 kPa - ale także rozróżniać czy nacisk powoduje zginanie czy rozciąganie sensora.

    Pasywny sensor składa się z dwóch kanałów mikrofluidycznych o średnicy 80 mikronów, podłączonych do centralnego pola elementów w kształcie koła o średnicy 5 mm. Główne pole posiada wydzielone dwa rejony o średnicy 2,5 mm, które wypełnione są eutektycznym stopem indu i galu. Sensor wykonany jest z miękkiej gumy silikonowej naklejonej na folii z PET. Na dwóch polach, znajdujących się wewnątrz centralnego rejonu sensora naniesione są srebrne elektrody. Dzięki takiej konstrukcji sensor jest bardzo wytrzymały i elastyczny. Pomiar nacisku odbywa się poprzez pomiar rezystancji ciekłego metalu wewnątrz układu. Z uwagi na to, że materiał wewnątrz sensora - stop eutektyczny - jest ciekły, nie następuje pękanie jego struktury, na przykład pod wpływem naprężeń czy zmęczenia materiału.

    Gdy sensor znajduje się pod naciskiem, guma odkształca się, co powoduje, że stop zostaje 'wyciśnięty' z pola, przez co zwiększa się rezystancja sensora. Zwiększenie oporu jest proporcjonalne do przyłożonego nacisku. Pozwala to na bardzo prosty pomiar ciśnienia - wystarczy przetwornik ADC. Układ nie wymaga żadnych dodatkowych elementów aktywnych, takich jak wzmacniacze sygnału etc,

    Badacze z Singapuru opisali stworzony przez siebie sensor w czasopiśmie naukowym ACS Sensors. W artykule tym przeczytać można dlaczego tak dobrany, S-kształtny rodzaj struktury sprawuje się najlepiej w takim systemie, a także poznać jaką dynamiką wykazuje się sensor. W porównaniu do klasycznych sensorów opartych o układy mikrofluidyczne nowy element charakteryzuje się większą dynamiką zmian, dzięki czemu jest on czulszy przy pomiarze ciśnienia. Naukowcy w artykule tym zaprezentowali, że możliwy jest nie tylko pomiar ciśnienia, ale także - na jego podstawie - określanie tego w jaki sposób przykładane było ciśnienie. Pozwoliło to np. na analizę chodu na podstawie nacisku, jaki wywiera na sensor ludzka stopa oraz na odróżnienie, czy osoba następująca na sensor chodzi w adidasach czy szpilkach.

    Nowatorski sensor nacisku oparty na systemie mikrofluidycznym


    Sensor jest także bardzo wytrzymały. Poddawano go różnym testom, od zwykłego naciskania palcem, poprzez deptanie w różnym obuwiu, a nawet przejechanie go samochodem. Z uwagi na wysoką elastyczność, sensor wyszedł z tych testów bez szwanku.

    Badacze zaprezentowali także, że układ ten może pozwolić na pomiar nie tylko nacisku - wartości bezwzględnej przyłożonego ciśnienia - ale także umożliwić analizę sił, jakie działają na sensor w danym momencie. Gdy został on zgięty, bez problemu można było odróżnić, w którą stronę przebiegało zagięcie w szerokim zakresie kątów od -90° do +90°.

    Źródło: http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1329978&

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9411 postów o ocenie 7058, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.