CN113267541A - 一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法 - Google Patents

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CN113267541A CN202110745568.6A CN202110745568A CN113267541A CN 113267541 A CN113267541 A CN 113267541A CN 202110745568 A CN202110745568 A CN 202110745568A CN 113267541 A CN113267541 A CN 113267541A
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Abstract

本发明提供一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法，其产品包括电容监测设备、信号处理设备、非导电连续纤维复合材料层、导电连续纤维复合材料层和高分子薄膜，非导电连续纤维复合材料层包括特定层，特定层内布置有高分子薄膜，高分子薄膜用于实现更高灵敏度的监测，特定层表面布置有导电连续纤维复合材料层，导电连续纤维复合材料层通过导线与电容监测设备连接，电容监测设备用于监测非导电连续纤维复合材料层的电容变化，并连接信号处理设备，信号处理设备用于计算和分析非导电连续纤维复合材料层的受损情况；通过更高灵敏度的电容变化，实现对重点区域的健康监测；其方法用于监测产品的受损情况。

Description

一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法
技术领域
本发明属于混合连续纤维复合材料技术领域，尤其涉及一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法。
背景技术
连续纤维增强树脂基复合材料凭借其优异的力学性能，已广泛应用于航空航天、风力发电、交通运输等领域。但其在服役过程中，仍然容易受到外部环境影响产生如分层、纤维断裂、基体破坏等损伤，并且这些损伤通常发生于结构件内部，在外部几乎无法察觉，因此实现连续纤维复合材料构件的结构健康监测成为目前亟需解决的关键技术。目前应用于连续纤维复合材料领域的离线监测方法已较为成熟，但无法实现服役过程中的结构健康监测；已有的在线监测方法，如应变片检测技术、光纤光栅传感技术、压电传感技术等，需将外部传感器附着于结构件表面，粘接层会影响力学信号的传递，且传感器易脱落；若将传感器置于结构件内部，则会形成预埋缺陷，严重降低构件力学性能，因此无法兼顾监测的高精度与构件力学性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中外部传感器会影响构件力学性能、以及无法实现高精度监测的不足，提供了一种以自身构件作为传感元件、不降低构件力学性能、能够实现高精度监测的产品，具体为一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品。
本发明提供的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，该产品包括电容监测设备、信号处理设备、非导电连续纤维复合材料层、导电连续纤维复合材料层和高分子薄膜，非导电连续纤维复合材料层包括特定层，特定层内布置有高分子薄膜，高分子薄膜用于实现特定层更高灵敏度的电容监测，特定层的表面布置有导电连续纤维复合材料层，导电连续纤维复合材料层通过导线与电容监测设备连接，电容监测设备用于监测特定层的电容变化，并连接信号处理设备，信号处理设备用于计算和分析特定层的受损情况。
优选的，该产品还包括覆盖层，覆盖层布置在导电连续纤维复合材料层表面。
优选的，导电连续纤维复合材料层的导电连续纤维包括碳纤维和金属纤维。
优选的，特定层上设置有一特定区域，特定区域上布置有高分子薄膜，高分子薄膜为高介电柔性高分子薄膜，高介电柔性高分子薄膜包括聚偏氟乙烯及其共聚物、尼龙、聚酰胺-酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯。
优选的，特定层中的非导电连续纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维。
本发明另一个目的在于克服上述现有技术中无法实现在线监测的不足，提供了一种能够实现构件在线健康监测的监测方法，具体为一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法。
本发明提供的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法，它包括上述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，具体步骤如下：
S1：根据重点监测区域位置，在特定层上设置特定区域，在特定区域上布置高介电柔性高分子薄膜；
S2：将特定层作为传感元件，在特定层表面布置导电连续纤维复合材料层作为正负电极，并通过导线连接电容监测设备，得到电容信号；
S3：信号处理设备接收到电容信号，并根据电容信号，分析特定层的受损情况。
优选的，S2中电容信号包括特定区域的电容变化信号、以及非特定区域的电容变化信号；
当外力作用于特定区域时，特定层厚度减小、柔性高分子薄膜厚度减小，导致电容发生变化，得到特定区域的电容变化信号；
当外力作用于非特定区域时，特定层厚度减小，导致电容发生变化，得到非特定区域的电容变化信号。
优选的，S3中受损情况包括特定层的应变状态以及特定层的分层损伤区域损伤情况。
优选的，应变状态的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp (1)
Figure BDA0003142593800000021
Figure BDA0003142593800000022
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜的电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度。
优选的，分层损伤区域损伤情况的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp+Cd (4)
Figure BDA0003142593800000031
Figure BDA0003142593800000032
Figure BDA0003142593800000033
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度；Cd为分层损伤区域电容，εd为空气相对介电常数，Ad为电极区域内分层损伤区域面积，dd为分层损伤区域厚度。
有益效果：
1.通过在特定层的特定区域上布置高介电柔性高分子薄膜，增大了电容的变化值，通过更高灵敏度的电容变化，实现了对重点区域的健康监测。
2.利用特定层的介电特性，根据其电容变化实时监测应变及损伤，实现整体健康状态监测。
3.将导电连续纤维复合材料层置于特定层表面作为正、负极，使得电极稳定且不降低构件力学性能，甚至有所提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施中以非导电连续纤维复合材料层为主体的产品结构示意图。
图2为本发明实施中以导电连续纤维复合材料层为主体的产品结构示意图。
图3为本发明实施中一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法的流程示意图。
图4为本发明实施中一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法的特定区域的监测原理示意图。
图5为本发明实施中一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法的非特定区域的监测原理示意图。
图6为本发明实施中一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法的分层损伤监测原理示意图。
图7为本发明实施中以非导电连续纤维复合材料层为主体的产品制备流程。
图8为本发明实施中以导电连续纤维复合材料层为主体的产品制备流程。
附图标记说明：
1-非导电连续纤维复合材料层；11-特定层；12-特定区域；
2-导电连续纤维复合材料层；
3-高分子薄膜；
4-导线；
5-电容监测设备；
6-信号处理设备；
7-分层损伤区域；
8-覆盖层。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，该产品以非导电连续纤维复合材料层为主体，它包括电容监测设备5、信号处理设备6、非导电连续纤维复合材料层1、高分子薄膜3和导电连续纤维复合材料层2；
非导电连续纤维复合材料层1的非导电连续纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维，还包括特定层11，特定层11上设置有一特定区域12，该特定区域12内布置有高分子薄膜3，特定层11上表面、下表面均布置有导电连续纤维复合材料层2；
高分子薄膜3为高介电柔性高分子薄膜，高介电柔性高分子薄膜包括聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物、尼龙、聚酰胺-酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，该高介电柔性高分子薄膜用于实现特定层11更高灵敏度的电容监测；
该产品还包括覆盖层8，在本实施例中覆盖层8为非导电连续纤维复合材料层1，覆盖层8布置在导电连续纤维复合材料层2表面；
导电连续纤维复合材料层2分为上下两层，且导电连续纤维包括碳纤维、金属纤维，上层导电连续纤维复合材料层2作为正极，并通过导线4与电容监测设备5连接；下层导电连续纤维复合材料层2作为负极，并通过导线4与电容监测设备5连接，该电容监测设备5用于在线监测正极与负极之间的电容信号变化，并传输到信号处理设备6中，该信号处理设备6用于建立监测的电容信号与特定层11应变、损伤状态的对应关系；或根据已知的电容信号与特定层11应变、损伤状态的对应关系，计算并分析应变与损伤状态变化。
通过在特定层11的特定区域12上布置高介电柔性高分子薄膜，增大了电容的变化值，通过更高灵敏度的电容变化，实现了对重点区域的健康监测。
如图3所示，一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法包括上述产品，其具体实施步骤为：
S1：根据重点监测区域位置，在特定层上设置特定区域，在特定区域上布置高介电柔性高分子薄膜；
S2：将特定层作为传感元件，在特定层表面布置导电连续纤维复合材料层作为正负电极，并通过导线连接电容监测设备，得到电容信号；
当外力作用于特定区域时，特定层厚度减小、柔性高分子薄膜厚度减小，导致电容发生变化，得到特定区域的电容变化信号，如图4所示；
当外力作用于非特定区域时，特定层厚度减小，导致电容发生变化，得到非特定区域的电容变化信号，如图5所示。
S3：根据电容信号，分析特定层的受损情况。
其中受损情况包括特定层的应变状态。
应变状态的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp (1)
Figure BDA0003142593800000051
Figure BDA0003142593800000052
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜的电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度。
从式(1)、(2)、(3)中可以看出，当被测结构件一定时，寄生电容Ca、真空介电常数ε0、相对介电常数εr、两电极相对面积A0均为定值。可见，两电极间总电容随特定层厚度d0的变化而变化；对于高介电柔性高分子薄膜区域，两电极间总电容不仅随特定层d0的变化而变化，也随高介电柔性高分子薄膜的厚度变化而变化，即电容变化灵敏度更高，以此实现对重点区域的应变状态监测。
如图6所示，分层损伤区域7损伤情况的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp+Cd (4)
Figure BDA0003142593800000061
Figure BDA0003142593800000062
Figure BDA0003142593800000063
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度；Cd为分层损伤区域电容，εd为空气相对介电常数，Ad为电极区域内分层损伤区域面积，dd为分层损伤区域厚度。
从式(4)、(5)、(6)、(7)中可以看出，当被测结构件一定时，寄生电容Ca、真空介电常数ε0、相对介电常数εr、两电极相对面积A0均为定值。可见，当特定层内部发生分层损伤时，除特定层本身厚度、高介电柔性高分子薄膜厚度发生变化外，分层损伤区域7的电容变化不可忽视，并成为识别分层损伤的重要依据。
如图7所示，制备的步骤为：
步骤1：准备八张剪裁好的尺寸为30cm*25cm的玻璃纤维布；准备两张剪裁好的尺寸为25cm*20cm的碳纤维布；准备型号为
Figure BDA0003142593800000066
LY 1564的环氧树脂、型号为
Figure BDA0003142593800000067
22962的固化剂，环氧树脂和固化剂的总重量为100g，并且按照4:1的比例，在40℃加热条件下进行均匀混合；
步骤2：选取一块玻璃纤维布，并在玻璃纤维布上铺放高介电柔性高分子薄膜，放置一旁待用；将两张碳纤维布分别引出一束碳纤维作为导线，放置一旁待用；在本实施例中该高介电柔性高分子薄膜采用商业化PVDF薄膜，其尺寸为10cm*5cm*30μm(长*宽*厚度)；
步骤3：在加热板上放一块3mm厚铝板，加热板温度设定为40℃；将铝板表面清理干净后，铺一层尺寸为40cm*30cm的真空袋膜，用密封胶粘住四个边将其固定在铝板上，此时不撕开密封胶表面的白纸；在真空袋膜上铺一层尺寸为35cm*25cm的隔离膜，然后用刷子蘸取混合好的环氧树脂均匀涂刷隔离膜表面，随后在隔离膜上覆盖一层玻璃纤维布；再用刷子均匀涂刷玻璃纤维布表面，随后在玻璃纤维布上再覆盖一层玻璃纤维布，并重复此步骤，直至纤维布铺放完毕；
其中碳纤维布分别放在第2层与第9层，表面铺有PVDF薄膜的玻璃纤维布铺放在第5层，第1层与第10层铺放玻璃纤维布；玻璃纤维布铺放完毕后，在其表面铺放40cm*30cm的真空袋膜，并撕下密封胶表面的白纸，两层真空袋膜对形成密封空间，利用真空泵将密封空间抽为真空状态；位于第3层至第8层的玻璃纤维布，组成特定层；位于第1层和第10层的玻璃纤维布，组成覆盖层；碳纤维导线连接外部电容监测设备，电容监测设备连接信号处理设备，对正负电极之间的电容变化进行监测和分析；上述碳纤维布可使用金属纤维布替代；
步骤4：将铝板及所制备半成品转移至热压机工作台，设定压力为2Mpa，加热温度80℃，加热时间8h，完成热压后取下成品，去掉表面真空袋膜与隔离膜，得到以非导电连续纤维复合材料层为主体的混合连续纤维复合材料电容式在线监测产品。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，该产品以导电连续纤维复合材料层为主体，它包括电容监测设备5、信号处理设备6、非导电连续纤维复合材料层1、高分子薄膜3和导电连续纤维复合材料层2；
非导电连续纤维复合材料层1的非导电连续纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维，非导电连续纤维复合材料层作为特定层11，特定层11上设置有一特定区域12，该特定区域12内布置有高分子薄膜3，特定层11上表面、下表面均布置有导电连续纤维复合材料层2；
高分子薄膜3为高介电柔性高分子薄膜，高介电柔性高分子薄膜包括聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物、尼龙、聚酰胺-酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯，该高介电柔性高分子薄膜用于实现特定层11更高灵敏度的电容监测；
该产品还包括覆盖层8，在本实施例中覆盖层8为导电连续纤维复合材料层2，覆盖层8布置在导电连续纤维复合材料层2表面；
导电连续纤维复合材料层2包括多层，导电连续纤维还包括碳纤维、金属纤维，导电连续纤维复合材料层2布置在特定层11的上、下表面，临近特定层11的上层导电连续纤维复合材料层2作为正极，临近特定层的下层导电连续纤维复合材料层2作为负极，且分别通过导线4与电容监测设备5连接，该电容监测设备5用于在线监测正极与负极之间的电容信号变化，并传输到信号处理设备6中，该信号处理设备6用于建立监测的电容信号与特定层11应变、损伤状态的对应关系；或根据已知的电容信号与特定层11应变、损伤状态的对应关系，计算并分析应变与损伤状态变化。
如图8所示，其制备的步骤为：
步骤1：准备八张剪裁好的尺寸为30cm*25cm的碳纤维布，准备型号为
Figure BDA0003142593800000083
LY1564的环氧树脂、型号为
Figure BDA0003142593800000082
22962的固化剂，环氧树脂和固化剂的总重量为100g，并且按照4:1的比例，在40℃加热条件下进行均匀混合；
步骤2：选取一块玻璃纤维布，并在玻璃纤维布上铺放高介电柔性高分子薄膜，放置一旁待用；选取两张裁剪好的碳纤维布，分别引出一束碳纤维作为导线，放置一旁待用；在本实施例中该高介电柔性高分子薄膜采用商业化PVDF薄膜，其尺寸为10cm*5cm*30μm(长*宽*厚度)；
步骤3：在加热板上放一块3mm厚铝板，加热板温度设定为40℃；将铝板表面清理干净后，铺一层40cm*30cm的真空袋膜，用密封胶粘住四个边将其固定在铝板上，此时不撕开密封胶表面的白纸；在真空袋膜上铺一层35cm*25cm的隔离膜，然后用刷子蘸取混合好的环氧树脂均匀涂刷隔离膜表面，随后在隔离膜上覆盖一层碳纤维布；再用刷子均匀涂刷碳纤维布表面，随后在碳纤维布上再覆盖一层碳纤维布，并重复此过程，直至铺放三层碳纤维布，玻璃纤维布分别放在第4层与第5层，从第6层开始继续铺放碳纤维布，直至碳纤维布铺放完毕，碳纤维布铺放完毕后，在其表面铺放40cm*30cm的真空袋膜，并撕下密封胶表面的白纸，两层真空袋膜对形成密封空间，利用真空泵将密封空间抽为真空状态；位于第3层与第6层的碳纤维布是带有碳纤维导线的碳纤维布(特定层相邻层的碳纤维布作为电极)，位于其他层数的碳纤维布作为覆盖层；上表面铺有PVDF薄膜的玻璃纤维布铺放在第4层；位于第4层和第5层的玻璃纤维布作为特定层；碳纤维导线连接外部电容监测设备，电容监测设备连接信号处理设备，对正负电极之间的电容变化进行监测和分析；上述碳纤维布可使用金属纤维布替代；
步骤4：将铝板及所制备半成品转移至热压机工作台，设定压力为2Mpa，加热温度80℃，加热时间8h，完成热压后取下成品，去掉表面真空袋膜与隔离膜，得到以导电连续纤维复合材料层为主体的混合连续纤维复合材料电容式在线监测产品。
本发明提供的这种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品及方法具有以下有益效果：
1.通过在特定层11的特定区域12上布置高介电柔性高分子薄膜，增大了电容的变化值，通过更高灵敏度的电容变化，实现了对重点区域的健康监测。
2.利用特定层11的介电特性，根据其电容变化实时监测应变及损伤，实现整体健康状态监测。
3.将导电连续纤维复合材料层2置于特定层11表面作为正、负极，使得电极稳定且不降低构件力学性能，甚至有所提升。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，包括电容监测设备(5)和信号处理设备(6)，其特征在于，该产品还包括非导电连续纤维复合材料层(1)、导电连续纤维复合材料层(2)和高分子薄膜(3)，所述非导电连续纤维复合材料层(1)包括特定层(11)，所述特定层(11)内布置有高分子薄膜(3)，所述高分子薄膜(3)用于实现所述特定层(11)更高灵敏度的电容监测，所述特定层(11)的表面布置有所述导电连续纤维复合材料层(2)，所述导电连续纤维复合材料层(2)通过导线(4)与所述电容监测设备(5)连接，所述电容监测设备(5)用于监测所述特定层(11)的电容变化，并连接所述信号处理设备(6)，所述信号处理设备(6)用于计算和分析所述特定层(11)的受损情况。
2.根据权利要求1所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，其特征在于，该产品还包括覆盖层(8)，所述覆盖层(8)布置在所述导电连续纤维复合材料层(2)表面。
3.根据权利要求1所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，其特征在于，所述导电连续纤维复合材料层(2)的导电连续纤维包括碳纤维、金属纤维。
4.根据权利要求3所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，其特征在于，所述特定层(11)上设置有一特定区域(12)，所述特定区域(12)上布置有高分子薄膜(3)，所述高分子薄膜(3)为高介电柔性高分子薄膜，所述高介电柔性高分子薄膜包括聚偏氟乙烯及其共聚物、尼龙、聚酰胺-酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯。
5.根据权利要求4所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品，其特征在于，所述特定层(11)包括非导电连续纤维，所述非导电连续纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维。
6.一种权利要求1-5所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测产品的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据重点监测区域位置，在特定层上设置特定区域，在特定区域上布置高介电柔性高分子薄膜；
S2：将特定层(11)作为传感元件，在特定层(11)表面布置导电连续纤维复合材料层(2)作为正负电极，并通过导线连接电容监测设备(5)，得到电容信号；
S3：信号处理设备(6)接收到电容信号，并根据电容信号，分析特定层(11)的受损情况。
7.根据权利要求6所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法，其特征在于，S2中电容信号包括特定区域的电容变化信号、以及非特定区域的电容变化信号；
当外力作用于特定区域时，特定层厚度减小、柔性高分子薄膜厚度减小，导致电容发生变化，得到特定区域的电容变化信号；
当外力作用于非特定区域时，特定层厚度减小，导致电容发生变化，得到非特定区域的电容变化信号。
8.根据权利要求7所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法，其特征在于，S3中所述受损情况包括特定层的应变状态以及特定层分层损伤区域(7)损伤情况。
9.根据权利要求8所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法，其特征在于，所述应变状态的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp (1)
Figure FDA0003142593790000021
Figure FDA0003142593790000022
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜的电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度。
10.根据权利要求8所述的一种混合连续纤维复合材料的电容式在线监测方法，其特征在于，所述分层损伤区域(7)损伤情况的计算分析公式为：
C＝C0+Ca+Cp+Cd (4)
Figure FDA0003142593790000023
Figure FDA0003142593790000024
Figure FDA0003142593790000025
其中，C为两电极间总电容，C0为两电极间特定层电容，Ca为导线、测量电路等寄生电容；ε0为真空介电常数，εr为特定层相对介电常数，A0为两电极相对面积，d0为电极间特定层厚度；Cp为高介电柔性高分子薄膜电容，εp为高介电柔性高分子薄膜相对介电常数，Ap为电极区域内高介电柔性高分子薄膜面积，dp为高介电柔性高分子薄膜厚度；Cd为分层损伤区域电容，εd为空气相对介电常数，Ad为电极区域内分层损伤区域面积，dd为分层损伤区域厚度。
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