CN115812142A - 自校准聚合物纳米复合物（pnc）传感元件 - Google Patents

自校准聚合物纳米复合物（pnc）传感元件 Download PDF

Info

Publication number
CN115812142A
CN115812142A CN202180047740.9A CN202180047740A CN115812142A CN 115812142 A CN115812142 A CN 115812142A CN 202180047740 A CN202180047740 A CN 202180047740A CN 115812142 A CN115812142 A CN 115812142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
electrodes
resistance value
sensor
resistive film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180047740.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Y·斯坦
S·S·凯斯勒
H·普里莫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analog Devices International ULC
Original Assignee
Analog Devices International ULC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analog Devices International ULC filed Critical Analog Devices International ULC
Publication of CN115812142A publication Critical patent/CN115812142A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本申请的各方面允许测量感测元件中的电阻膜的校准电阻，从而可以减少或消除由于诸如温度、应变或老化等因素引起的接触电阻和背景电阻漂移的影响。在一些实施例中，通过在电阻膜上的多个电极对之间进行多个双端电阻测量，可以确定电阻膜的参考部分的接触电阻无关电阻。此外，可以基于电极对之间的多个双端电阻测量来确定电阻膜的感测部分的接触电阻无关电阻。可以从感测部分的测量电阻中去除参考部分的电阻，从而可以补偿非由感测环境条件引起的参考部分电阻的变化。

Description

自校准聚合物纳米复合物(PNC)传感元件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月12日申请的、代理人案卷No.G0766.70312US00、发明名称为“自校准聚合物纳米复合物(PNC)传感元件”的美国临时申请序列No.63/038,551的权益，其全部内容通过引用并入本文。
联邦资助的研究或开发
这项发明是在美国空军授予的合同号为FA8649-20-9-9068的政府支持下完成的。政府对这项发明有一定的权利。
技术领域
本申请一般涉及传感器，特别涉及电阻传感器的测量。
背景技术
传感器是有时用于感测各种环境条件或结构健康条件的设备。环境或结构传感器感测感兴趣的状态并以有线或无线方式与读取器装置通信。可以部署多个传感器来监测结构或环境的多个空间位置，并且这些传感器也可以被称为传感器节点。
当目标材料暴露于某些环境条件时，传感器内的目标材料的一个或多个状态可以改变。例如，当在一段时间内暴露于特定温度、机械振动、湿度或湿气条件时，目标材料可受到腐蚀，使得目标材料的物理和化学特性可能在相同的时间内发生变化。作为另一示例，裂纹传感器中的目标材料可经受反映车辆(例如飞机)内结构部件的机械应力，使得目标材料的一个或多个物理特性可响应于被监测部件的结构健康状况的变化而改变。传感器设备可用于监测目标材料的状态。
有时，传感器使用无线收发器和传感器中包括的天线与读取器通信。传感器使用外部或电池供电的能量源来操作收发器和/或传感器的其他部件。
发明内容
本申请的各方面允许测量感测元件中的电阻膜的校准电阻，从而可以减少或消除由于诸如温度、应变或老化等因素引起的接触电阻和背景电阻漂移的影响。在一些实施例中，通过在电阻膜上的多个电极对之间进行多个双端电阻测量，可以确定电阻膜的参考部分的接触电阻无关电阻。此外，可以基于电极对之间的多个双端电阻测量来确定电阻膜的感测部分的接触电阻无关电阻。可以从感测部分的测量电阻中去除参考部分的电阻，从而可以补偿非由感测环境条件引起的参考部分电阻的变化。
根据一些实施例，提供了一种自补偿传感器。自补偿传感器包括感测元件。传感元件包括聚合物纳米复合物(PNC)膜。自补偿传感器还包括：设置在所述感测元件上的多个电分支点；测量电路，耦合到所述多个电分支点。测量电路被配置为：测量从所述多个电分支点中选择的多对电分支点之间的多个电阻值；基于所述多个电阻值计算邻近所述感测部分的所述PNC膜的参考部分的第二电阻；基于所述多个电阻值计算邻近所述感测部分的所述PNC膜的参考部分的第二电阻；和通过比较所述感测部分的第一电阻和所述参考部分的第二电阻来确定补偿电阻。所述补偿电阻指示感测环境条件。
根据一些实施例，提供了一种使用感测元件来感测结构的结构健康状况的方法。所述感测元件包括电阻膜和与所述电阻膜电接触的多个线性布置的电极。所述方法包括：测量从所述多个线性布置的电极中选择的多对电极之间的多个电阻值；基于所述多个电阻值，计算所述电阻膜的感测部分的接触电阻无关电阻值；基于所述多个测量的电阻值，计算所述电阻膜的参考部分的接触电阻无关电阻值；和通过组合所述感测部分的电阻值和所述参考部分的电阻值来确定补偿电阻值，使得所述补偿电阻指示结构健康状况。
根据一些实施例，提供了一种传感器。传感器包括：电阻膜，具有感测部分和与所述感测部分相邻的参考部分；多个线性布置的电极，包括接触所述感测部分的第一对电极和接触所述参考部分的第二对电极；测量电路，耦合到所述多个线性布置的电极。测量电路被配置为：测量从所述多个电极中选择的多对电极之间的多个电阻值；基于所述多个电阻值，计算所述感测部分的接触电阻无关电阻值；基于所述多个测量的电阻值，计算所述参考部分的接触电阻无关电阻值；和通过组合所述感测部分的电阻值和所述参考部分的电阻值来确定补偿电阻值。
附图说明
将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，这些数字不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在其出现的所有图中用相同的附图标记表示。在附图中：
图1是根据一些实施例的示例性传感器的示意图；
图2A是根据一些实施例的示例性感测元件的示意性俯视图；
图2B是示出表示图2A所示的感测元件的等效电路的示意电路图；
图2C是根据一些实施例的具有五个电极的示例性感测元件的示意性俯视图；
图3A是根据一些实施例的示例性感测元件的示意性俯视图；
图3B是示出表示图3A所示的感测元件的等效电路的示意电路图；
图4A是根据一些实施例的示例性PNC感测元件和若干测量配置的示意性俯视图；
图4B是示出根据一些实施例的使用四个双端电阻测量来获得电阻膜区域的接触电阻无关电阻的示例性方法的表；
图5A是图4A的示例性PNC感测元件的示意性俯视图，其中测量配置示出了电极对的九种可能排列；
图5B是示出根据一些实施例的使用四个双端电阻测量来获得电阻膜的几个区域的接触电阻无关电阻的示例性方法的表；
图6A是示出对于四个不同的给定实际裂纹尺寸，预测裂纹长度作为测试电阻R的误差的函数的表；
图6B是对于图6A中的表中总结的四个实际裂纹尺寸，传感器测量中预测的裂纹长度噪声基底与测量噪声(以百分比表示)的数据图；
图7A和7B示出了如本文所述的传感器用于飞行器感测的示例性应用；
图8是根据非限制性示例的示例性PNC感测元件的示意性俯视图。
具体实施方式
本发明的方面涉及一种基于电阻传感元件的自补偿传感器，所述电阻传感元件具有聚合物纳米复合物(PNC)膜和与PNC膜上的各个点接触的多个电极。本申请的一个目的涉及可影响电阻环境传感器中电阻的精确测量的两个因素。本发明人已经认识到并意识到，当使用电阻膜来感测环境条件(例如腐蚀状态或结构裂纹长度)时，无论环境条件如何，测量的电阻值都可受到电阻器本身的材料特性的影响。此外，测量的电阻值可在很大程度上受到PNC膜和相应电极之间的接触电阻的影响。
本申请的实施例提供了解决测量电阻值的这两种影响的解决方案。在一些实施例中，通过在电阻条上的各种电极对之间进行多个双端电阻测量，可以确定PNC膜的参考部分的接触电阻无关电阻。此外，PNC膜的感测部分的接触电阻无关电阻可以基于电极对之间的多个双端电阻测量来确定。可以从感测部分的测量电阻中去除参考部分的电阻，使得可以补偿非由感测环境条件引起的参考部分电阻的变化。
本申请的一些方面允许测量感测元件中的电阻膜的校准电阻，从而可以减少或消除由于诸如温度、应变或老化等因素引起的接触电阻和背景电阻漂移的影响。
根据本申请的一些方面，传感器中的感测元件具有电阻膜，其中电阻膜的至少一部分的电阻值可以指示感测状态。例如，电阻膜的一部分可暴露于机械应力或腐蚀环境，并且其电阻值可表示结构健康状态、腐蚀状态或侵蚀状态。本发明人已经认识到并意识到，传感器设备中的电阻膜的电阻在一段时间内可受到背景漂移的影响，并且测量的总信号可以包括叠加在背景漂移上的传感器信号。背景漂移可由例如与目标材料所处环境无关的内部温度和湿度变化引起。此外，在电阻传感器中，电阻膜到接触结的电阻增加双端电阻测量的偏置误差，这使得难以准确测量电阻膜本身的电阻，并且难以准确测量由于感测条件的变化而导致的电阻膜电阻的变化。
电阻膜传感器的校准可以校正传感器背景漂移。一种方法是在同一传感器设备内提供两个单独的电阻臂，其中一个电阻臂用作参考电阻器。两个电阻臂经受相同的背景漂移以有效地减去共同的背景漂移，同时强调来自暴露于感测环境的两个电阻中的一个的期望的传感器信号，从而增加信号与背景的比率，而不需要使传感器设备离线以执行校准。美国专利No.10,502,676、代理人案卷号G0766.70124US00中描述了这种方法的一个示例，其公开内容通过引用并入本文中。
本申请的发明人已经认识到并意识到，可以提供具有单片电阻膜的感测元件，该单片电阻膜在电阻膜上的多个接触点处经由多个电极进行电接触。电阻膜具有限定在相邻接触点之间的多个区域，并且可以操作感测元件以通过去除接触电阻的贡献来精确地获得电阻膜的一个或多个区域的电阻值。其中一个区域可以具有代表感测条件的电阻变化，而另一个区域则可以是基准电阻器，以校准或补偿背景漂移的影响，而不必依赖基准电阻器作为单独的部件。因此，如本文所述的感测元件可以被称为自校准或自补偿感测元件。
根据本申请的一个方面，使用通过接触点对的各种组合进行多次测量的方法来实现精确的电阻测量。在一些实施例中，该方法包括测量从多个电极中的至少四个电极中选择的电极对之间的电阻值，并基于测量的电阻值计算代表感测条件的电阻膜的校准电阻。
下面进一步描述上述方面和实施例以及附加方面和实施方式。这些方面和/或实施例可以单独使用、全部一起使用，或者以两个或更多个的任意组合使用，因为本申请在这方面不受限制。
图1是根据一些实施例的示例性传感器的示意图。图1示出了具有测量模块16、传感元件100、连接器18和传感元件100的传感器10。测量模块16通过连接器18耦合到传感元件100，连接器18可以是电缆，例如柔性带状电缆，同时也可以使用可提供电通信的其他合适的连接器。传感器10还可以具有一个或多个天线12，用于从诸如读取器的外部设备发送和接收功率和数据信号。测量模块16可以包括壳体，并且指示器14可以设置在壳体的外部，以向操作员提供视觉反馈。指示器14可以包括例如一个或多个发光二极管(LED)。
传感元件100包括电阻膜110和多个与电阻膜110接触的电极120。多个电极120形成设置在传感元件100上的与连接器18相接的多个电分支点。电极120可以通过例如在电阻膜110的表面上沉积诸如Au或Cu的金属条来形成。在一些实施例中，电阻膜可以包括聚合物纳米复合物(PNC)，并且可以称为PNC膜。在非限制性示例中，PNC膜可以包括碳纳米管(CNT)。在示例性PNC膜中，CNT可以均匀地分散通过一定体积的聚合物，设置在片材或膜中，同时也可以使用PNC膜内的其他形式的混合CNT。
如图1所示，电极120以线性阵列布置在电阻膜110上，并且具有6个电极。然而，应当理解，图1仅示出了说明性示例，并且在一些实施例中，可以有少于6个电极，例如5个电极。在一些实施例中，可以使用多于6个电极。
虽然在图1中未示出，但非导电层可以设置在传感器的底表面上，例如测量模块16的表面上，和/或感测元件100的底表面，以提供与正由传感器监测的主体材料或结构的改进的电隔离和改进的粘附性。非导电层可以附加地或可选地设置在传感器的顶表面上，以提供与周围环境的改进的电隔离和污染隔离。
传感器10可以被无线地供电和询问，并用于感测结构的结构健康状况，作为无线完整性感测平台(WISP)的一部分。WISP的例子描述于2019年2月5日提交的、代理人案卷号G0766.70274US00、发明名称为“使用纳米结构传感材料的飞机结构健康监测(SHM)集成射频供电平台”的美国专利申请序列No.16/268,437(公开为美国专利公开No.2020/0247562Al)，其公开内容通过引用全部并入本文。
图2A是根据一些实施例的示例性感测元件200的示意性俯视图。如图2A所示，电阻膜210的电接触由六个电极220形成，每个电极分别带有标签L、M、N、X、Y和Z。在图2A中，电极220被成形为薄条，其在带有标签A、B、C、D和E的相邻电极之间限定电阻膜210的区域。
图2B是示出表示图2A所示的感测元件的等效电路的示意电路图。可以测量区域的电阻并将其与主体材料或结构的物理性质或主体材料或组织的环境相关。例如，感测元件200可以是结构健康监视器，并且如图2A所示的感测元件的区域C可以是附接到结构并且受到结构的相同物理约束的感测部分，使得区域C中的电阻变化可以用于计算结构性质的变化，例如应变或开裂的发生。在一些实施例中，感测元件200的区域的电阻测量值可以与主体材料或结构的损伤程度、缺陷程度或剩余使用寿命(RUL)相关。在一个非限制性示例中，区域的电阻测量值可以与材料中生长的裂纹的长度相关。
图3A是根据一些实施例的示例性感测元件300的示意性俯视图。感测元件300在许多方面与图2A中的感测元件200相似，具有用相同的附图标记标记的相似部件。
图3B是示出表示图3A所示的感测元件的等效电路的示意电路图。感测元件300可以是见证腐蚀感测元件，其中区域C涂覆有诸如电镀Cu的腐蚀敏感材料。在该实施例中，区域C的电阻测量值(以下称为Rc，类似地，对于按字母顺序标记的其他区域的电阻)可以与区域C暴露于腐蚀环境的程度相关。
返回参考图2A，在区域C是具有代表主体材料的感测条件的电阻的感测部分的实施例中，不受感测条件影响的另一区域可以是参考部分或参考区域，其电阻可以用于补偿电阻膜中的背景漂移。例如，由于区域B和C是相同电阻膜的一部分，因此它们的电阻值受到相同材料和/或制造可变性的影响，并且由于机械和/或环境因素(例如应变或温度变化或整个电阻膜的老化)而成比例变化。在其中电阻膜210的特性在X-Y平面上不均匀的一些实施例中，与例如区域A相比，区域B可以更优选地被选为参考部分，因为区域B被设置得更靠近区域C处的感测部分，因此更准确地反映区域C处底层膜材料的电阻。
可以以任何合适的方式定义和测量区域的电阻值。例如，区域C的电阻值可以是沿x方向在电极N和X之间的左侧范围和右侧范围上测量的以欧姆为单位的电阻。如果电阻膜210的厚度和电阻率在区域C上基本均匀，则其电阻值也可以用Ohm/sq的平方电阻来表征。此外，可以使用区域C的计算电阻率。
发明人已经认识到并意识到，当试图测量区域C的电阻值时，测量图2中电极N和X之间的双端电阻的传统方法将产生夸大的RNX＝RN+RC+RX，其中RC是区域C处电阻膜的实际电阻，RN和RX分别是电极N到电阻膜之间和电极X到电阻膜的两个接触点处的接触电阻。RN和RC是不一定彼此相等的未知值。本申请的一个方面涉及一种方法，该方法使用多个选定电极对处的多个双端电阻测量值来提取与接触电阻无关的校准或补偿电阻值，即，没有接触电阻的任何贡献。
在图2A中，可以以任何合适的方式选择部件的尺寸，例如电极220和电阻膜210的区域A-E在X和Y方向上的宽度。图2A示出了在使用感测元件200的感测操作期间，每个区域A-E沿着X方向或沿着电阻膜210内的电流流动方向具有各自的宽度WA、WB、WC、WD和WE。在一些实施例中，提供了传感器，并且补偿区域的宽度大于侧区域的宽度。例如，在一些实施例中，区域C用作感测部分，区域B用作参考部分或补偿区域，并且其宽度WB大于与电阻膜210的外边界相邻的侧区域WA。在非限制性示例中，WC为12.5mm，WB为2.5mm，WA为1.5mm，并且WD和WE中的每一个为1.5mm，但也可以使用其他尺寸。应当理解，相同的尺寸考虑可以应用于示出电极布局的其他图(图2C、3A、4A、5A)。
图2C是根据一些实施例的具有五个电极的示例性感测元件2001的示意性俯视图。传感元件2001在许多方面与图2A中的传感元件200相似，其中去除了电极Z，使得电阻膜210上仅使用了五个电极。在一些实施例中，传感元件2001的区域C可以用作传感部分，而区域B用作参考部分，如上文结合图2A所讨论的。应当理解，虽然本公开中的其他附图示出了电阻膜上的六个电极，但是本申请的方面不需要六个电极并且整个申请中示出的示例可以在仅具有五个电极的替代实施例中实现。
图4A是根据一些实施例的示例性PNC感测元件400和若干测量配置的示意性俯视图。图4A的插图显示了区域D处PNC膜表面的两个扫描电子显微镜(SEM)图像，其显示了具有峰和谷的不均匀表面形貌。特别是，SEM图像的左侧面板显示CNT聚集在某个区域上，导致表面不均匀。SEM图像的右侧面板显示了被成像表面上的峰和谷。不均匀的表面形貌可在电极L、M、N、X、Y、Z与PNC膜之间产生不可忽略的接触电阻，这可以使用本文描述的方法来补偿。
可以使用任何合适的测量设备(例如图1中的测量模块16)测量两个电极的任意组合之间的双端电阻。可以基于欧姆定律进行测量，例如通过测量施加在两个电极上的静态电压与流过其中一个电极的电流的比率。图4A示出了用于两个端子电阻测量对1、对2、对3和对4的电极对的四种可能排列。
图4B是示出根据一些实施例的使用四个双端电阻测量来获得电阻膜区域的接触电阻无关电阻的示例性方法的表。图4B示出了在图4A中的对1处测量的电阻将是R1＝RL+RA+RM。该方法继续测量另外三对电阻，以获得R2＝RL+RA+RB+RN；R3＝RM+RB+RC+RX；’R4＝RN+RC+RX。使用四个公式并通过消除变量，可以找到RB＝(R2+R3-Rl-R4)/2。因此，可以获得参考电阻器区域B的接触电阻无关电阻，而无需知道任何电极到电阻膜接触的准确接触电阻。
在图4A所示的实施例中，PNC感测元件400的区域C暴露于主体材料或结构。因此，与接触电阻无关的电阻RC是目标的测试电阻R，其将基于感测到的条件改变值。区域C的接触电阻无关电阻可在进行四次双端电阻测量并将结果组合以消除接触电阻之后获得，并与区域的基线电阻进行比较。
根据本申请的一个方面，区域C的基线电阻Ro可以通过使用Ro＝RB×AF对RB进行平均和归一化来创建，其中AF是表示区域C和区域B之间的几何比率的面积因子或几何因子。
进一步根据一个方面，区域C的接触电阻无关电阻可以在进行四次双端电阻测量之后获得，并将结果组合以消除接触电阻。
图5A是图4A的示例性PNC感测元件的示意性俯视图，其中示出用于双端电阻测量1-9的电极对的九种可能排列的测量配置，并且图5B是示出根据一些实施例的使用四个双端电阻测量来获得电阻膜的几个区域的接触电阻无关电阻的示例性方法的表。
图5B示出了区域B的接触电阻无关电阻可以通过RB＝(R2+R4-Rl-R5)/2获得，区域C的接触电阻无关电阻可以通过RC＝(R6+R8-R5-R9)/2获得，并且区域D的接触电阻无关电阻可以通过RD＝(R4+R6-R3-R7)/2获得。
在图5A所示的特定示例中，PNC感测元件400的区域C暴露于主体材料或结构。因此，接触电阻无关电阻RC是目标的测试电阻R，其将基于感测到的条件改变值。然而，由于感测元件400中PNC膜固有的背景漂移，Rc也会发生变化。为了校准Rc以消除背景漂移效应，可以使用来自区域B和D的RB和RD作为补偿Rc的参考电阻值，这些区域B和区域D不根据感测条件而变化。
根据本申请的一个方面，可以通过使用RO＝(RB+RD)×AF/2对RB和RD进行平均和归一化来创建基线电阻Ro，其中AF是表示区域C和区域B或D之间的几何比率的面积因子或几何因子。例如，如果B在x方向上的长度是C的两倍，预计C的基线电阻将是B的两倍，并且面积因子将是2.0以将RB转换为RC。如果对于区域B和C，诸如宽度、厚度和/或电阻率的因素不相同，但在测量之前可以确定，则可以在感测元件的制造期间确定这些因素，并将其作为比例因子并入AF。平均两个参考电阻RB和RD将减少PNC膜在x方向上的制造可变性的影响，同时也可以不使用两个以上参考电阻的平均或平均化。
应当理解，区域B和D不需要大小相同，并且可以对每个区域使用独特的面积因子AFB和AFD，以获得平均和归一化的基线RO＝(RB×AFB+RD×AFD)/2。
在一个非限制性示例中，已经获得了区域C的基线电阻RO和测试电阻R，在一个示例中，校准电阻可以获得为R/RO＝2RC/AF×(RB+RD)。在本例中，校准或补偿的电阻为定标值，并且如果R与基线RO相同，则为100％。由于检测到的条件而导致的R变化将导致R/Ro变化，以表示检测到的情况的变化。另一方面，电阻中的任何背景漂移将在R和Ro中完全抵消，并且不会影响R/Ro。
图5B还示出了当PNC膜的区域C中的结构变化反映传感器所连接的主体材料中的裂纹时，使用校准电阻监测裂纹的应用的示例性计算。在该示例中，裂纹长度参数a可以计算为a＝sqrt(2RC/AF×(RB+RD)-l)＝sqrt(R/RO-l)。
图6A显示，对于给定的实际裂纹尺寸，R中的％误差越高，实际裂纹尺寸与预测裂纹长度之间的偏差越大。可以看出，对于1％的Rs，几乎没有偏差，但10％的偏差开始变大，预测裂纹长度不再准确反映实际裂纹长度。对于一阶，预测裂纹长度和实际裂纹长度之间的相对误差与Rs/Ro的一半成比例，因此如果寄生电阻为总电阻的10％，则预测裂纹长度将有5％的误差。
图6A中的预测裂纹长度值是通过假设1kOhm量规和20mm增益因子(GF)来计算的，尽管这样的传感器配置仅仅是示例，并且本申请的方面不限于此。GF可由
Figure BDA0004036367070000111
定义，其中GF是传感器几何因子，并且ΔR是测量电阻与基线电阻的差值或电阻变化。该方程可用于将ΔR/R从阻力映射到裂纹长度。例如，裂纹长度
Figure BDA0004036367070000112
图6B是对于图6A中的表中总结的四个实际裂纹尺寸，传感器测量中预测的裂纹长度噪声基底与测量噪声(以百分比表示)的数据图。测量噪声或ΔR/R可能代表测量电阻的相对不确定性，这会引入系统噪声或预测裂纹长度的不确定性。图6B示出了这种对应关系，并且示出了对于给定的实际裂纹尺寸，例如1mm，测量噪声越高，预测裂纹长度的噪声或不确定性越高。裂缝长度噪声可以被称为噪声基底，因为预测的裂缝长度将仅精确到基线周围的噪声基底范围内。
应当理解，也可以使用确定a和R的其他形式。在图4A中的区域C用作感测部分，区域D用作参考部分的一些实施例中，归一化测试电阻R也可以计算为
Figure BDA0004036367070000113
其中RC和RD分别是区域C和D的接触电阻无关电阻，并且RC0和RD0是各个区域的基线电阻。本申请的各方面也可以以其他合适的形式应用，以基于R计算裂纹长度参数a。例如，在一些实施例中，根据经验确定a的方程。在一些实施例中，a的方程包括归一化测试电阻R的一个或多个多项式。例如，作为R函数的裂纹长度的经验分析可导致识别两者之间的多项式关系。所确定的关系可用于随后的裂纹长度计算，作为R的函数。
图8是根据非限制性示例的示例性PNC感测元件800的示意性俯视图。传感元件800包括设置在具有区域A、C、D和E的电阻膜810上的五个电极m、n、x、y、z以及引脚P1、P2、…P7。引脚P1-P5电连接到各个电极m、n、x、y、z，用于与用于测量电极对之间的电阻的测量模块(例如图1所示的测量模块16)接口。例如，可以使用诸如但不限于P6和P7的附加引脚来互连感测元件800和测量模块16之间的电源、接地和/或I/O数据。在图8的示例中，电阻膜810的区域C用作感测部分，而区域D用作参考部分。本申请中讨论的方法可用于测量感测部分的校准电阻。
图7A和7B示出了如本文所述的传感器用于飞行器感测的示例性应用。图7A示出了飞行器700和多个传感器702。图7A是透视图。图7B是飞机的底视图。
在该非限制性实施例中，所示的飞行器700是飞机。然而，其他飞行器可使用本文所述类型的传感器，用于飞行器的结构健康监测。例如，火箭、航天飞机、无人机、滑翔机、卫星或其他飞行器可以使用本文所述的传感器和传感技术。因此，飞机的性质不是限制性的。
传感器702可以是纳米结构传感器。它们可以包括智能传感材料，例如纳米结构传感层。纳米结构感测层可以包括纳米结构材料，例如碳纳米管(CNT)。在一些实施例中，纳米结构传感元件可以包括嵌入聚合物基质中的CNT。智能感测材料可以响应于被感测结构(例如飞行器)的状态变化而改变。
传感器702可以感测表示飞行器状态的永久变化的条件。例如，传感器702可以是被配置为感测飞机的腐蚀状态的腐蚀传感器。传感器702可以是疲劳裂纹传感器，被配置为感测飞行器的裂纹。飞行器700可以具有多种类型的传感器，例如腐蚀传感器和疲劳裂纹传感器，或者可以通过经历状态的永久变化来操作以模拟被监视飞行器的状态变化的其他传感器。
飞行器700可以包括任何合适数量的传感器702。在一些实施例中，可以包括一个或多个传感器702。
除上述之外，本申请的一些新颖方面总结如下。
在一些实施例中，提供了一种传感器，其包括聚合物纳米复合物(PNC)感测元件和多于两个的电断开点。传感器测量值与PNC感测元件的电阻变化相关，并且通过通过各种组合的电分支点对进行多次测量来实现自补偿，以考虑材料和/或制造可变性以及由于机械和/或环境因素(例如应变或温度变化或老化)引起的变化。
在一些实施例中，非导电层设置在传感器的底表面上，以提供与主体材料或结构的改进的电隔离和改进的粘附性。在一些实施例中，非导电层设置在传感器的顶表面上，以提供与周围环境的改进的电隔离和污染隔离。
在一些实施例中，电阻测量与主体材料或结构的物理性质相关。在一些实施例中，电阻测量与主体材料或结构的环境相关。在一些实施例中，电阻测量与主体材料或结构的损伤程度、缺陷程度或剩余使用寿命(RUL)相关。在一些实施例中，电阻测量与暴露于腐蚀环境的程度相关。在一些实施例中，电阻测量值与在材料中生长的裂纹的长度相关。
在一些实施例中，提供了一种自补偿聚合物纳米复合物(PNC)感测元件，其包括多个触点和多个PNC区域。多触点和PNC区域用于收集电阻测量的各种组合，以实现自补偿。
在一些实施例中，执行自补偿以考虑由于机械和/或环境因素引起的制造可变性和变化。这种变化可是由于机械和/或环境因素造成的。这种变化可能是由于机械和/或环境因素，例如温度、应变和/或老化中的任何一种。
在一些实施例中，一些PNC区域用于估计接触到PNC的电阻，而另一些用于感测。在一些实施例中，聚合物纳米复合物区域可被功能化以用于不同的结构健康监测(SHM)传感任务。在一些实施例中，感测区域可以被铜电镀以产生见证腐蚀感测元件。在一些实施例中，感测区域可以保持原始或作为暴露的PNC材料，以创建裂纹感测元件。
在一些实施例中，提供了一种用于自补偿传感器的方法。该传感器包括聚合物纳米复合物(PNC)传感元件和多于2个的电分支点。传感器测量值与PNC感测元件的电阻变化相关，并且通过通过各种电分支点对的组合进行多次测量，可以实现自补偿，以考虑材料和/或制造可变性以及由于机械和/或环境因素(例如应变或温度变化或老化)引起的变化。
在一些实施例中，电阻测量与主体材料或结构的物理性质相关。电阻测量可与损伤程度、缺陷程度或主体材料或结构的剩余使用寿命(RUL)或暴露于腐蚀环境的程度相关。
术语“近似”和“大约”可用于表示在一些实施例中在目标值的±20％以内，在一些实施方案中在目标数值的±10％以内，在某些实施方案中是在目标数值±5％以内，但在一些实施方式中是在目标数值的±2％以内。术语“近似”和“大约”可能包括目标值。

Claims (29)

1.一种自补偿传感器，包括：
包括聚合物纳米复合物(PNC)膜的感测元件；
设置在所述感测元件上的多个电分支点；
测量电路，耦合到所述多个电分支点并且被配置为：
测量从所述多个电分支点中选择的多对电分支点之间的多个电阻值；
基于所述多个电阻值计算暴露于环境的所述PNC膜的感测部分的第一电阻；
基于所述多个电阻值计算邻近所述感测部分的所述PNC膜的参考部分的第二电阻；和
通过比较所述感测部分的第一电阻和所述参考部分的第二电阻来确定补偿电阻，其中所述补偿电阻指示感测环境条件。
2.权利要求1所述的自补偿传感器，其中所述第一电阻和所述第二电阻中的每一个都是接触电阻无关电阻。
3.权利要求2所述的自补偿传感器，其中在所述参考部分的接触电阻无关电阻中的变化在所述补偿电阻中被补偿。
4.权利要求2所述的自补偿传感器，其中所述测量电路还被配置为基于所述感测部分的接触电阻无关电阻与所述参考部分的接触电阻无关电阻之间的比率来计算所述补偿电阻值。
5.权利要求2所述的自补偿传感器，其中所述PNC包括碳纳米管。
6.权利要求2所述的自补偿传感器，其中所述感测元件附接到结构部件，并且所述感测条件是所述结构部件的裂纹量、腐蚀状态或侵蚀状态。
7.权利要求2所述的自补偿传感器，其中，所述多个电分支点包括多个线性布置的电极。
8.权利要求7所述的自补偿传感器，其中所述多个线性布置的电极包括至少五个连续的电极。
9.权利要求8所述的自补偿传感器，其中所述感测部分设置在所述多个电极中的第一对连续电极之间，所述参考部分设置在所述多个电极的第二对连续电极之间，其中
所述第一对连续电极是所述至少五个连续电极中的四个连续电极之中的一对内部电极，并且所述感测部分的接触电阻无关电阻基于在从所述四个连续的电极中选择的至少四对电极之间测得的至少四个电阻值来计算。
10.一种使用感测元件来感测结构的结构健康状况的方法，所述感测元件包括电阻膜和与所述电阻膜电接触的多个线性布置的电极，所述方法包括：
测量从所述多个线性布置的电极中选择的多对电极之间的多个电阻值；
基于所述多个电阻值，计算所述电阻膜的感测部分的接触电阻无关电阻值；
基于所述多个测量的电阻值，计算所述电阻膜的参考部分的接触电阻无关电阻值；以及
通过组合所述感测部分的电阻值和所述参考部分的电阻值来确定补偿电阻值，使得所述补偿电阻指示结构健康状况。
11.权利要求10所述的方法，其中所述结构健康状况是结构的损伤程度。
12.权利要求10所述的方法，还包括基于所述补偿电阻值确定所述结构的剩余使用寿命。
13.一种使用感测元件测量感测环境条件的方法，所述感测元件包括电阻膜和与所述电阻膜电接触的多个线性布置的电极，所述方法包括：
测量从所述多个线性布置的电极中选择的多对电极之间的多个电阻值；
基于所述多个电阻值，计算所述电阻膜的感测部分的接触电阻无关电阻值；
基于所述多个测量的电阻值，计算所述电阻膜的参考部分的接触电阻无关电阻值；和
通过组合所述感测部分的电阻值和所述参考部分的电阻值来确定补偿电阻值。
14.权利要求13所述的方法，其中测量所述多个电阻值包括测量选自所述多个线性布置的电极中的至少五个连续电极的多对电极之间的电阻值。
15.权利要求14所述的方法，其中所述电阻膜的感测部分设置在所述至少五个连续电极中的四个连续电极中的第一对内部电极之间，并且计算感测部分的电阻值包括基于从所述四个连续电极中选择的至少四对电极之间测量的至少四个电阻值来计算。
16.权利要求13所述的方法，其中确定补偿电阻值包括计算所述感测电阻与所述参考部分的电阻值之间的比率。
17.权利要求13所述的方法，其中所述补偿电阻值与所述感测部分的尺寸无关，并且确定补偿电阻值包括在所述参考部分的尺寸上归一化所述感测部分的电阻值。
18.权利要求13所述的方法，其中所述电阻膜包括聚合物纳米复合物(PNC)。
19.权利要求13所述的方法，还包括将所述电阻膜的所述感测部分暴露于环境，其中所述补偿电阻值指示所述感测环境条件。
20.权利要求19所述的方法，其中所述环境是腐蚀性环境。
21.一种传感器，包括：
电阻膜，具有感测部分和与所述感测部分相邻的参考部分；
多个线性布置的电极，包括接触所述感测部分的第一对电极和接触所述参考部分的第二对电极；
测量电路，耦合到所述多个线性布置的电极并且被配置为：
测量从所述多个电极中选择的多对电极之间的多个电阻值；
基于所述多个电阻值，计算所述感测部分的接触电阻无关电阻值；
基于所述多个测量的电阻值，计算所述参考部分的接触电阻无关电阻值；和
通过组合所述感测部分的电阻值和所述参考部分的电阻值来确定补偿电阻值。
22.权利要求21所述的传感器，其中所述多个线性布置的电极包括至少五个连续的电极。
23.权利要求22所述的传感器，其中所述第一对连续电极是所述至少五个连续电极中的四个连续电极之中的一对内部电极，并且所述感测部分的电阻值基于在从所述四个连续的电极中选择的至少四对电极之间测得的至少四个电阻值来计算。
24.权利要求21所述的传感器，其中所述测量电路还被配置为基于所述感测电阻和所述参考部分的电阻值之间的比率来计算所述补偿电阻值。
25.权利要求21所述的传感器，其中所述补偿电阻值与所述感测部分的尺寸无关，并且所述测量电路还被配置为通过在所述参考部分的尺寸上归一化所述感测部分的电阻值来计算所述补偿电阻值。
26.权利要求21所述的传感器，其中所述电阻膜包括聚合物纳米复合物(PNC)。
27.权利要求26所述的传感器，其中PNC包括碳纳米管。
28.权利要求21所述的传感器，其中所述电阻膜的感测部分暴露于环境，并且所述补偿电阻值指示感测环境条件。
29.权利要求28所述的传感器，其中所述电阻膜附接到结构部件，并且所述感测条件是所述结构部件的裂纹量、腐蚀状态或侵蚀状态。
CN202180047740.9A 2020-06-12 2021-06-11 自校准聚合物纳米复合物（pnc）传感元件 Pending CN115812142A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063038551P 2020-06-12 2020-06-12
US63/038,551 2020-06-12
PCT/US2021/036993 WO2021262457A2 (en) 2020-06-12 2021-06-11 Self-calibrating polymer nano composite (pnc) sensing element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115812142A true CN115812142A (zh) 2023-03-17

Family

ID=78825277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180047740.9A Pending CN115812142A (zh) 2020-06-12 2021-06-11 自校准聚合物纳米复合物（pnc）传感元件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11656193B2 (zh)
CN (1) CN115812142A (zh)
DE (1) DE112021003224T5 (zh)
WO (1) WO2021262457A2 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11348439B1 (en) * 2021-07-14 2022-05-31 Dell Products L.P. Corrosion monitoring/alert system

Family Cites Families (140)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326164A (en) 1980-03-14 1982-04-20 Petrolite Corporation Electrical resistance corrosion probe
CA2169431C (en) 1995-03-06 2005-07-12 Claudio De Angelis Equipment for recognising when synthetic fibre cables are ripe for being discarded
US7880594B2 (en) 2000-09-08 2011-02-01 Automotive Technologies International, Inc. Switch assemblies and method for controlling vehicular components
US7034660B2 (en) 1999-02-26 2006-04-25 Sri International Sensor devices for structural health monitoring
WO2001013087A2 (en) 1999-08-18 2001-02-22 California Institute Of Technology Sensors and sensor arrays of conducting and insulating composites and methods of use thereof
US6362632B1 (en) 2000-05-24 2002-03-26 Becs Technology, Inc. Balanced charge pump capacitive material sensor
GB0120571D0 (en) 2001-08-23 2001-10-17 Transense Technologies Plc Interrogation of passive sensors
GB0222658D0 (en) 2002-10-01 2002-11-06 Bae Systems Plc Corrosion sensing microsensors
US6831469B2 (en) * 2003-03-10 2004-12-14 Honeywell International Inc. Micropower apparatus for low impedance measurements
US20090157358A1 (en) 2003-09-22 2009-06-18 Hyeung-Yun Kim System for diagnosing and monitoring structural health conditions
WO2006001834A2 (en) 2003-12-31 2006-01-05 Pettit John W Passive optical sensor using carbon nanotubes
US7230553B2 (en) 2003-12-31 2007-06-12 Teradyne, Inc. Parallel source/capture architecture
US20050140457A1 (en) 2003-12-31 2005-06-30 Wj Communications, Inc. Linearized power amplifier modulator in an RFID reader
US6997039B2 (en) 2004-02-24 2006-02-14 Clemson University Carbon nanotube based resonant-circuit sensor
WO2005124328A2 (en) 2004-06-08 2005-12-29 University Of South Florida Electrochemical corrosion monitoring device and method
US6975103B1 (en) 2004-06-25 2005-12-13 National Semiconductor Corporation Resistance ratio digitizing ohmmeter system
US7921727B2 (en) 2004-06-25 2011-04-12 University Of Dayton Sensing system for monitoring the structural health of composite structures
US20060014155A1 (en) 2004-07-16 2006-01-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Methods for the production of sensor arrays using electrically addressable electrodes
CA2583376C (en) 2004-09-13 2015-03-24 Purafil, Inc. Methods and apparatuses for detecting and monitoring corrosion using nanostructures
US7553341B2 (en) 2004-11-24 2009-06-30 The Regents Of The University Of California High power density supercapacitors with carbon nanotube electrodes
US7244500B2 (en) 2005-02-15 2007-07-17 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Smart coating system
US7781862B2 (en) 2005-05-09 2010-08-24 Nantero, Inc. Two-terminal nanotube devices and systems and methods of making same
US8133465B2 (en) 2005-09-12 2012-03-13 University Of Dayton Polymer-carbon nanotube composite for use as a sensor
US20070120572A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Weiguo Chen Smart coupon for realtime corrosion detection
US7893834B2 (en) 2005-12-01 2011-02-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Power control method for mobile RFID reader and RFID reader using the same
US20070173712A1 (en) 2005-12-30 2007-07-26 Medtronic Minimed, Inc. Method of and system for stabilization of sensors
US8552597B2 (en) 2006-03-31 2013-10-08 Siemens Corporation Passive RF energy harvesting scheme for wireless sensor
KR100839226B1 (ko) 2006-04-06 2008-06-17 주식회사 지오모바일 탄소나노튜브를 포함한 센서를 사용한 크랙 측정 방법 및 부식 측정 방법
US20080135614A1 (en) 2006-06-30 2008-06-12 The Penn State Research Foundation Passive detection of analytes
US9582981B2 (en) 2014-10-08 2017-02-28 Rfmicron, Inc. Radio frequency identification (RFID) moisture tag(s) and sensors with extended sensing via capillaries
US10715209B2 (en) 2006-11-18 2020-07-14 RF Micron, Inc. Computing device for processing environmental sensed conditions
DE102006054948B4 (de) 2006-11-22 2017-03-09 Drägerwerk AG & Co. KGaA Elektrochemischer Gassensor enthaltend elektrische Verbindungsleitungen oder Gehäuse-Kontaktbrücken aus Kohlenstoffnanoröhren
EP2102992B1 (en) 2006-12-21 2012-07-04 Icera Canada ULC Closed-loop digital power control for a wireless transmitter
US8085165B2 (en) 2007-02-09 2011-12-27 Luna Innovations Incorporated Wireless corrosion sensor
WO2008099638A1 (ja) 2007-02-15 2008-08-21 Nec Corporation カーボンナノチューブ抵抗体、半導体装置、カーボンナノチューブ抵抗体及び半導体装置の製造方法
US7881679B1 (en) 2007-03-14 2011-02-01 Rf Micro Devices, Inc. Method and apparatus for integrating power amplifiers with phase locked loop in a single chip transceiver
US8154389B2 (en) 2007-03-15 2012-04-10 Endotronix, Inc. Wireless sensor reader
US7398184B1 (en) 2007-04-09 2008-07-08 Honeywell International Inc. Analyzing equipment performance and optimizing operating costs
WO2008124167A1 (en) 2007-04-10 2008-10-16 The Regents Of The University Of California Charge storage devices containing carbon nanotube films as electrodes and charge collectors
JP4880750B2 (ja) 2007-04-16 2012-02-22 ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− 腐食センサ
US8380018B2 (en) 2007-05-14 2013-02-19 John W. Pettit Conductive coating based on polymer-carbon nanotube composite
US20090039864A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Honeywell International, Inc. Wireless corrosion sensor
US8451124B2 (en) 2007-09-14 2013-05-28 The Regents Of The University Of Michigan Passive wireless readout mechanisms for nanocomposite thin film sensors
US7621193B2 (en) 2007-11-16 2009-11-24 The Boeing Company Fracture detecting structural health sensor
US8271218B2 (en) 2007-11-26 2012-09-18 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Near field remote measurement architecture for remote passive {R, L, C} type sensor
US8093914B2 (en) 2007-12-14 2012-01-10 Cypress Semiconductor Corporation Compensation circuit for a TX-RX capacitive sensor
WO2009123607A1 (en) 2008-03-31 2009-10-08 Michelin Recherche Et Technique S.A. Embedded in tire self-powered semi-passive rfid transponder
US8878393B2 (en) 2008-05-13 2014-11-04 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer for vehicles
JP5117279B2 (ja) 2008-05-20 2013-01-16 富士通コンポーネント株式会社 座標検出装置及び座標検出方法
US8508368B2 (en) 2008-05-21 2013-08-13 General Electric Company Disposable sensing device having radio frequency based sensor
US7922975B2 (en) 2008-07-14 2011-04-12 University Of Dayton Resonant sensor capable of wireless interrogation
CN102203949B (zh) 2008-07-25 2014-10-22 特拉维夫大学拉莫特有限公司 整流天线设备、整流天线系统、和制造整流天线设备的方法
US8692716B2 (en) 2008-10-20 2014-04-08 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Nano and micro based antennas and sensors and methods of making same
US10203268B2 (en) 2008-12-04 2019-02-12 Laura P. Solliday Methods for measuring and modeling the process of prestressing concrete during tensioning/detensioning based on electronic distance measurements
US20100161004A1 (en) 2008-12-22 2010-06-24 Integrated Sensing Systems, Inc. Wireless dynamic power control of an implantable sensing device and methods therefor
US8830037B2 (en) 2008-12-31 2014-09-09 The Regents Of The University Of California In vivo RFID chip
US8154402B2 (en) 2009-03-12 2012-04-10 Raytheon Company Wireless temperature sensor network
US20120055810A1 (en) 2009-05-29 2012-03-08 University Of Miami Solid-state electrochemical sensor
GB0910704D0 (en) 2009-06-22 2009-08-05 Univ Leeds A novel tomographic sensing system for high conductivity multiphase flow measurement
US8253427B2 (en) 2009-07-02 2012-08-28 Fluke Corporation Resistance bridge architecture and method
US9107325B1 (en) 2009-08-10 2015-08-11 The Boeing Company Systems and methods of coupling sensors to a structure
US8736425B2 (en) 2009-10-30 2014-05-27 General Electric Company Method and system for performance enhancement of resonant sensors
FR2953295B1 (fr) 2009-12-02 2012-05-18 Sagem Defense Securite Procede de detection de panne d'un capteur frequentiel et circuit pour la mise en oeuvre de ce procede
WO2011094347A2 (en) 2010-01-26 2011-08-04 Metis Design Corporation Multifunctional cnt-engineered structures
US8542215B2 (en) 2010-04-30 2013-09-24 Microchip Technology Incorporated Mutual capacitance measurement in a multi-touch input device
KR101634305B1 (ko) 2010-05-11 2016-06-29 삼성전자주식회사 탄소계 나노 물질을 이용한 공진기 및 그 제조 방법
CN103026326B (zh) 2010-05-14 2016-08-10 电子触控产品解决方案 用于检测触摸传感器上的触摸位置的系统和方法
US8766775B2 (en) 2010-06-11 2014-07-01 Intelleflex Corporation Devices employing delay matching to mitigate local oscillator noise and methods thereof
DE102010030131B4 (de) 2010-06-15 2011-12-29 Dow Deutschland Anlagengesellschaft Mbh Handgerät sowie Verfahren zum Untersuchen eines korrosionsanfälligen metallischen Gegenstands auf Korrosion
US8390306B2 (en) 2010-08-11 2013-03-05 International Business Machines Corporation Corrosion sensors
US9268441B2 (en) 2011-04-05 2016-02-23 Parade Technologies, Ltd. Active integrator for a capacitive sense array
JP5796344B2 (ja) 2011-05-13 2015-10-21 セイコーエプソン株式会社 センサー装置
CA2842459C (en) 2011-07-20 2017-09-26 Neil EULIANO Wetness sensors, wetness monitoring system, and related methods
US10169119B1 (en) 2011-08-28 2019-01-01 Ross Daniel Snyder Method and apparatus for improving reliability of digital communications
US9068283B2 (en) 2011-10-28 2015-06-30 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Strain sensors, methods of making same, and applications of same
KR101961000B1 (ko) 2012-02-17 2019-07-15 유니버시티 오브 버지니아 페이턴트 파운데이션 센서 노드를 위한 에너지 수확 및 제어
US8294687B1 (en) 2012-02-23 2012-10-23 Cypress Semiconductor Corporation False touch filtering for capacitance sensing systems
US9759688B2 (en) 2012-03-01 2017-09-12 Georgia Tech Research Corporation Highly sensitive standoff gas sensing using carbon nanotubes and integrated wireless devices
US9642258B2 (en) 2012-04-18 2017-05-02 Brewer Science Inc. All-organic inductor-capacitor tank circuit for radio frequency sensor applications
WO2013160936A1 (en) 2012-04-24 2013-10-31 Empire Technology Development Llc Sensor for detecting damage to an object
US10156543B2 (en) 2012-06-08 2018-12-18 Medtronic Minimed, Inc. Application of electrochemical impedance spectroscopy in sensor systems, devices, and related methods
US9600125B2 (en) 2012-07-18 2017-03-21 Ctpress Semiconductor Corporation Sensor array with edge pattern
US9191891B2 (en) 2012-11-02 2015-11-17 Qualcomm Incorporated Systems and methods for low power wake-up signal implementation and operations for WLAN
US20140145826A1 (en) 2012-11-26 2014-05-29 Jacob Conner Analysis of stimulus by rfid
US9608698B2 (en) 2012-12-26 2017-03-28 Nxp B.V. Wireless power and data transmission
US20140184249A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 University Of Strathclyde Smart paint
US8947101B2 (en) 2013-01-04 2015-02-03 Linear Technology Corporation Method and system for measuring the resistance of a resistive structure
US9232475B2 (en) 2013-03-08 2016-01-05 University Of Rochester Wireless sensor network wake-up range extension via energy harvesting and edge devices
US8787904B1 (en) 2013-03-12 2014-07-22 Smartsky Networks LLC Aircraft based wireless communication system
US9559544B2 (en) 2013-03-15 2017-01-31 Jay Marketing Associates, Inc. Wireless interrogation and wireless charging of electronic devices
CA2906237A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Concordia University Methods for fabricating morphologically transformed nano-structures (mtns) and tunable nanocomposite polymer materials, and devices using such materials
CA2925692C (en) 2013-09-27 2021-09-21 Sensel, Inc. Touch sensor detector system and method
US11143610B2 (en) 2013-10-15 2021-10-12 Direct-C Limited Sensing element compositions and sensor system for detecting and monitoring structures for hydrocarbons
US9429491B2 (en) 2014-01-23 2016-08-30 Kulite Semiconductor Products, Inc. Compensating a sensor having thermal gradients
US20150239708A1 (en) * 2014-02-25 2015-08-27 Thyssenkrupp Elevator Ag System and Method for Monitoring a Load Bearing Member
JP5763803B1 (ja) 2014-02-26 2015-08-12 日本写真印刷株式会社 タッチパネル、タッチパネルの押圧位置検出方法
US11438973B2 (en) 2014-04-10 2022-09-06 Metis Design Corporation Multifunctional assemblies
WO2015168382A1 (en) 2014-05-01 2015-11-05 Solvera, Inc. Smart label with integrated sensor
WO2016185235A1 (en) 2014-05-16 2016-11-24 Masdar Institute Of Science And Technology Self-powered microsensors for in-situ spatial and temporal measurements and methods of using same in hydraulic fracturing
US9565633B2 (en) 2014-07-03 2017-02-07 Alcatel Lucent Opportunistic information forwarding using wireless terminals in the internet-of-things
FI126437B (en) 2014-07-07 2016-11-30 Metso Flow Control Oy Adaptive RFID reader
SG10201900469PA (en) 2014-07-22 2019-02-27 Brewer Science Inc Thin-film resistive-based sensor
US11322969B2 (en) 2014-08-15 2022-05-03 Analog Devices International Unlimited Company Wireless charging platform using beamforming for wireless sensor network
FI127115B (en) 2014-09-03 2017-11-15 Metso Flow Control Oy Passive RFID tag tag and RFID reader
US20170230916A1 (en) 2014-10-01 2017-08-10 Analog Devices, Inc. Wireless network power distribution and data aggregation system topology
US9680533B2 (en) 2015-01-02 2017-06-13 Ricoh Co., Ltd. Computational bluetooth tag with backscatter
US10386264B2 (en) 2015-02-05 2019-08-20 Sikorsky Aircraft Corporation Self-powered multi-functional structural health monitoring sensor
US10158401B2 (en) 2015-02-27 2018-12-18 Ricoh Co., Ltd. Intelligent network sensor system
US10062831B2 (en) 2015-08-05 2018-08-28 The Boeing Company Structural health management apparatus and system
US20190168257A1 (en) 2015-10-29 2019-06-06 Phillip T. Holmes Practical method and apparatus of plating substrates with carbon nanotubes (CNT)
US10724994B2 (en) 2015-12-15 2020-07-28 University Of South Carolina Structural health monitoring method and system
FR3045905B1 (fr) 2015-12-21 2017-12-15 Sagem Defense Securite Procede de surveillance du vieillissement d'un train d'atterrissage d'un aeronef
EP3546954B1 (en) 2016-01-07 2022-12-14 Analog Devices, Inc. 3-axis angular accelerometer
US20170237466A1 (en) 2016-02-16 2017-08-17 William N. Carr Sensor System with Energy Harvesting
US10146360B2 (en) 2016-04-29 2018-12-04 Synaptics Incorporated Hybrid capacitive and resistive sensing for force and touch
US10581176B2 (en) 2016-05-10 2020-03-03 Rochester Institute Of Technology Thin-film sensor antenna
US20170331844A1 (en) 2016-05-13 2017-11-16 Sikorsky Aircraft Corporation Systems and methods for assessing airframe health
WO2017214488A1 (en) 2016-06-10 2017-12-14 Analog Devices, Inc. Passive sensor system with carbon nanotube components
US10502676B2 (en) 2016-06-30 2019-12-10 Seth S. Kessler Disposable witness corrosion sensor
EP3517445B1 (en) 2016-09-26 2022-08-24 Subaru Corporation Damage detection system and damage detection method
US10939379B2 (en) 2016-11-14 2021-03-02 Analog Devices Global Wake-up wireless sensor nodes
US10056991B2 (en) 2017-01-05 2018-08-21 Simmonds Precision Products, Inc. Remote data concentrator self-test
US10725169B2 (en) 2017-02-28 2020-07-28 Honeywell International Inc. Integrated radar and ADS-B
US10429483B2 (en) 2017-05-04 2019-10-01 Analog Devices Global Internal integrated circuit resistance calibration
US10831323B2 (en) 2017-09-22 2020-11-10 Synaptics Incorporated Ohmmeter for sensor electrodes
EP3470858B1 (en) 2017-10-16 2022-10-05 Hamilton Sundstrand Corporation Motor drive assembly
CN107576690B (zh) 2017-10-24 2020-12-04 哈尔滨工程大学 一种检测海水盐度与温度集成传感器芯片及其制造方法
WO2019118706A1 (en) 2017-12-13 2019-06-20 Analog Devices, Inc. Structural electronics wireless sensor nodes
US10442153B2 (en) 2017-12-22 2019-10-15 The Boeing Company Stiffened stringer panel with integral indexing laminate stacks
JP6770540B2 (ja) 2018-02-09 2020-10-14 株式会社東芝 電子装置および方法
KR20190111545A (ko) 2018-03-23 2019-10-02 삼성전자주식회사 스트레인-게이지 압력 센서의 온도 변화를 보상하기 위한 장치 및 방법과, 터치 스크린 요소로부터 스트레인-게이지 압력을 구현하기 위한 방법
CN110556925B (zh) 2018-05-31 2022-12-27 华为技术有限公司 一种无线充电器和控制方法
US10658994B2 (en) 2018-07-05 2020-05-19 Ciena Corporation Method to discover and control an amplifier's automatic gain control (AGC) loop bandwidth
US11760056B2 (en) 2018-12-05 2023-09-19 Battelle Memorial Institute Flexible foam resistive heaters and methods of making flexible resistive heaters
US11237687B2 (en) 2019-01-25 2022-02-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Systems and methods for touch detection using electric field tomography through resistive sheet
US20200247562A1 (en) 2019-02-05 2020-08-06 Analog Devices, Inc. Integrated rf powered platform for structure health monitoring (shm) of aircraft using nanostructured sensing material
US11070066B2 (en) 2019-04-04 2021-07-20 Caterpillar Inc. Passive battery cell discharge
US11764615B2 (en) 2019-07-11 2023-09-19 Google Llc Radiative wireless charging system
US20210314871A1 (en) 2020-04-03 2021-10-07 Analog Devices, Inc. Wireless sensor reader with software-controlled power exciter and method for operating the same
US20220128609A1 (en) 2020-10-27 2022-04-28 Analog Devices, Inc. Wireless integrity sensing acquisition module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021262457A3 (en) 2022-03-17
DE112021003224T5 (de) 2023-04-20
US11656193B2 (en) 2023-05-23
WO2021262457A2 (en) 2021-12-30
US20210389265A1 (en) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6461813B2 (ja) 離散的な電気抵抗トリミング機能をもつ電気抵抗の歪みゲージ
JP5665319B2 (ja) テストサンプルの電気的特性を決定するためのプローブ、方法およびシステム
EP1571434B1 (en) Strain detector and pressure sensor
JP2015505060A (ja) フレキシブルな温度及び歪みセンサ
US9200968B2 (en) On-chip temperature sensor using interconnect metal
US20080011095A1 (en) Compression strain sensor
US20060006137A1 (en) Micro-fabricated sensor
EP3635347B1 (en) Fuel tank with integrated level sensors, in particular for aerial vehicles
KR100839226B1 (ko) 탄소나노튜브를 포함한 센서를 사용한 크랙 측정 방법 및 부식 측정 방법
WO2018006006A1 (en) Disposable witness corrosion sensor
TWI593985B (zh) 用於探針系統的阻抗校正之測試標準件和方法以及包含所述測試標準件或使用所述方法之探針系統
CN115812142A (zh) 自校准聚合物纳米复合物（pnc）传感元件
EP3633338A1 (en) Additive manufactured resistance temperature detector
US20220128609A1 (en) Wireless integrity sensing acquisition module
JP6540397B2 (ja) 圧脈波センサの検査方法及び圧脈波センサの製造方法
JP7442609B2 (ja) 熱検出器の計測値を正規化する方法
JP2013527465A (ja) 層の厚みの測定
JP2006337315A (ja) 触覚センサ及び触覚センサの感度調節方法
EP1503195A1 (en) Pressure sensor
US20150316423A1 (en) Sensor element, thermometer as well as method for determining a temperature
JP4969577B2 (ja) 電気化学セルの出力のためのスケールファクター
CN114026400A (zh) 提高电阻温度检测器的稳定性
KR101020534B1 (ko) 듀얼 형상 방법을 적용한 휴대용 4탐침 면저항 측정장치
US20220299380A1 (en) Device for performing an electrical measurement on a measuring layer
US20110286069A1 (en) Connecting structure for micromechanical oscillating devices

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination