CN107356359A - 一种pvdf压电薄膜冲击监测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，包括PVDF压电薄膜、正电极层、负电极层、上保护层和下保护层；PVDF压电薄膜上下表面分别覆盖正电极层和负电极层；采用双面压力焊接将正极导线和负极导线与正电极层和负电极层连接；正电极层和负电极层上覆盖有绝缘层；下保护层表面设有凹槽，将覆盖有正电极层、负电极层和绝缘层的PVDF压电薄膜放置在下保护层的凹槽内；上保护层通过环氧树脂胶与下保护层粘接在一起，形成空腔体，对PVDF压电薄膜密封保护；正极导线和负极导线从腔体内引出。本发明具有可布置在受冲击监测区域内，作为直接接收冲击力信号的接收器，以获得冲击荷载作用下的冲击应力值。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器。
背景技术
目前，利用PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电薄膜制作的压电薄膜传感器主要是粘贴在测试的结构的表面，测试结构受到冲击引起结构振动，但是PVDF压电传感器未能够粘贴在所测结构冲击点处，而是距离冲击点有一定距离，以电信号的形式被信号处理器接收。PVDF压电薄膜传感器不能够直接测得撞击点处的冲击荷载应力值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，具体技术方案如下：
一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，包括PVDF压电薄膜、正电极层、负电极层、上保护层和下保护层；
所述PVDF压电薄膜上下表面分别覆盖正电极层和负电极层；
采用双面压力焊接将正极导线和负极导线与正电极层和负电极层连接；
所述正电极层和负电极层上覆盖有绝缘层；
所述下保护层表面设有凹槽，将覆盖有正电极层、负电极层和绝缘层的PVDF压电薄膜放置在下保护层的凹槽内；
所述上保护层通过环氧树脂胶与下保护层粘接在一起，形成空腔体，对PVDF压电薄膜密封保护；
正极导线和负极导线从腔体内引出。
所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其优选方案为所述正电极层和负电极层均为高导电率的铝合金。
所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其优选方案为所述绝缘层为聚氟乙烯。
所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其优选方案为所述上保护层和下保护层的材料为超薄铝制合金。
本发明的有益效果：本发明采用双面压力焊接与正极导线、负极导线连接构成PVDF压电薄膜冲击监测传感器，并用高导电率的铝合金电极层及聚氟乙烯绝缘层封装，并采用双面超薄铝制合金壳体，其中一片超薄铝制合金壳体对封装后的PVDF压电薄膜尺寸大小设计凹槽，并将PVDF压电薄膜放置其中，另一片超薄铝制合金壳体覆盖在PVDF压电薄膜表面，最后两个超薄铝制合金壳体之间采用环氧树脂胶粘贴在一起。以此种方式处理后的PVDF压电薄膜冲击监测传感器可以直接粘贴在所测构件表面，并且不会因多次冲击下造成PVDF压电薄膜冲击监测传感器的损伤，还可以正常监测冲击点处的冲击荷载应力值。本技术方案专利可以粘贴在所测冲击点处，以便获得受冲击结构构件的冲击荷载应力值；本技术方案可以有效地获得低速冲击荷载作用下复合材料梁板结构、钢结构梁、钢结构柱、混凝土结构等的高应变率效应下的冲击应力数值，进一步根据所测数据可以对该冲击荷载作用下的结构构件损伤程度进行评估。冲击和碰撞荷载可使结构处于大变形状态，但发明仍然可以测得建筑结构在冲击和碰撞荷载作用下的冲击荷载压应力值。
附图说明
图1为一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器结构分解示意图；
图2为一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器结构示意图。
图中，1为PVDF压电薄膜，2为正电极层，3为负电极层；4为正电极导线，5为负电极导线，6为上保护层，7为下保护层，8为凹槽。
具体实施方式
如图1-图2所示一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，包括PVDF压电薄膜1、正电极层2、负电极层3、上保护层6和下保护层7；
所述PVDF压电薄膜1上下表面分别覆盖正电极层2和负电极层3；
采用双面压力焊接将正极导线4和负极导线5与正电极层2和负电极层3连接；
所述正电极层2和负电极层3上覆盖有绝缘层；
所述下保护层7表面设有凹槽8，将覆盖有正电极层2、负电极层3和绝缘层的PVDF压电薄膜1放置在下保护层7的凹槽8内；
所述上保护层6通过环氧树脂胶与下保护层7粘接在一起，形成空腔体，对PVDF压电薄膜1密封保护；
正极导线4和负极导线5从腔体内引出。
所述正电极层2和负电极层3均为高导电率的铝合金。
所述绝缘层为聚氟乙烯。
所述上保护层6和下保护层7的材料为超薄铝制合金。
Claims (4)
1.一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其特征在于：包括PVDF压电薄膜、正电极层、负电极层、上保护层和下保护层；
所述PVDF压电薄膜上下表面分别覆盖正电极层和负电极层；
采用双面压力焊接将正极导线和负极导线与正电极层和负电极层连接；
所述正电极层和负电极层上覆盖有绝缘层；
所述下保护层表面设有凹槽，将覆盖有正电极层、负电极层和绝缘层的PVDF压电薄膜放置在下保护层的凹槽内；
所述上保护层通过环氧树脂胶与下保护层粘接在一起，形成空腔体，对PVDF压电薄膜密封保护；
正极导线和负极导线从腔体内引出。
2.如权利要求1所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其特征在于：所述正电极层和负电极层均为高导电率的铝合金。
3.如权利要求1所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其特征在于：所述绝缘层为聚氟乙烯。
4.如权利要求1所述的一种PVDF压电薄膜冲击监测传感器，其特征在于：所述上保护层和下保护层的材料为超薄铝制合金。
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