RU2666162C1 - Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects - Google Patents
Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666162C1 RU2666162C1 RU2017140449A RU2017140449A RU2666162C1 RU 2666162 C1 RU2666162 C1 RU 2666162C1 RU 2017140449 A RU2017140449 A RU 2017140449A RU 2017140449 A RU2017140449 A RU 2017140449A RU 2666162 C1 RU2666162 C1 RU 2666162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechanoluminescent
- layer
- phosphor
- powder
- dichloroethane
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000012800 visualization Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims abstract description 21
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910003668 SrAl Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005166 mechanoluminescence Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для визуализации и регистрации механических воздействий (ударов, вибраций) сложной пространственной формы и временной зависимости.The invention relates to instrumentation and can be used to visualize and record mechanical influences (shock, vibration) of complex spatial shape and time dependence.
Во многих практических задачах возникает потребность в регистрации и записи характеристик быстроизменяющихся механических воздействий сложной пространственной формы и временной зависимости (например, пространственного распределения и временной зависимости величины напряжений и деформаций возникающих в результате механического воздействия на материалы)In many practical problems, there is a need to record and record the characteristics of rapidly changing mechanical stresses of complex spatial shape and time dependence (for example, the spatial distribution and time dependence of the magnitude of stresses and strains resulting from mechanical stress on materials)
Традиционно для контроля и измерения напряжений и деформаций используют проволочные тензодатчики резистивного типа. В ряде современных методов контроля используются пьезопленочные датчики, которые значительно расширяют динамический и частотный диапазон измерения деформаций по сравнению с резистивными тензодатчиками, а также повышают точность измерений. Примером таких датчиков может служить датчик, в котором в качестве чувствительного элемента используется пьезоэлемент, изготовленный из пьезополимерной пленки на основе поливинилиденфторида (1).Traditionally, resistance strain gauges are used to control and measure stresses and strains. A number of modern control methods use piezoelectric sensors, which significantly expand the dynamic and frequency range of strain measurements in comparison with resistive strain gauges, and also increase the accuracy of measurements. An example of such sensors is a sensor in which a piezoelectric element made of a piezo-polymer film based on polyvinylidene fluoride is used as a sensitive element (1).
Однако с помощью тензорезистивных и пьезопленочных датчиков можно контролировать деформации только в "локальных" участках поверхности, а для того чтобы иметь информацию о распределении механических воздействий на достаточно большой площади поверхности нагружаемого объекта, необходимо использовать одновременно большое число датчиков, к тому же трудно обеспечить надежный контакт с поверхностью обьекта.However, using strain gauge and piezoelectric film sensors, it is possible to control deformations only in "local" surface areas, and in order to have information about the distribution of mechanical stresses over a sufficiently large surface area of a loaded object, it is necessary to use a large number of sensors at the same time, and it is difficult to ensure reliable contact with the surface of the object.
Известны оптические-интерференционные (2) и оптические-проекционные (3) методы контроля и измерения распределения деформаций. В этих методах на поверхность исследуемого обьекта наносится определенная система меток. Изображение поверхности с системой меток проецируется на CCD камеру и запоминается. После нагружения обьекта поверхность с метками снова проецируется и запоминается CCD-камерой. Далее проводят сравнение положения меток и по степени их искажения определяют величину деформации. Недостатком указанных оптических методов является то, что эти методы пригодны в основном для плоских поверхностей, а точность измерений зависит от точности совмещения изображений и точности последующих расчетов.Known optical interference (2) and optical projection (3) methods for monitoring and measuring the distribution of deformations. In these methods, a certain system of marks is applied to the surface of the investigated object. The image of the surface with the marking system is projected onto the CCD camera and stored. After loading the object, the marked surface is projected again and stored by the CCD camera. Next, a comparison is made of the position of the marks and the degree of distortion is determined by the amount of deformation. The disadvantage of these optical methods is that these methods are mainly suitable for flat surfaces, and the measurement accuracy depends on the accuracy of image alignment and the accuracy of subsequent calculations.
Известен также способ регистрации ударных нагрузок с помощью пленочного механолюминесцентного датчика, чувствительным элементом в котором является суспензия из механолюминесцирующего в видимой области спектра мелкодисперсного порошка ZnS:Mn2+ и прозрачного связующего (4).There is also a method of recording shock loads using a film mechanoluminescent sensor, the sensitive element of which is a suspension of fine-dispersed ZnS: Mn 2+ powder and a transparent binder in the visible spectrum of the spectrum (4).
В работе [5] для регистрации и измерения динамических деформаций был предложен пленочный механолюминесцентный сенсорный элемент на основе композита SrAl2O4:Eu2+/полимер, полученный в результате полимеризации суспензии из механолюминесцирующего мелкодисперсного порошка SrAl2O4:Eu2+ и смолы. Было установлено, что интенсивность свечения такого сенсорного элемента пропорциональна величине деформации, поэтому по интенсивности свечения элемента можно было судить о величине напряжений и деформаций поверхности обьекта.In [5], for recording and measuring dynamic strains, a film mechanoluminescent sensor element based on the SrAl 2 O 4 : Eu 2+ / polymer composite obtained by polymerizing a suspension from a mechanoluminescent finely divided SrAl 2 O 4 : Eu 2+ powder and resin was proposed . It was found that the intensity of the glow of such a sensor element is proportional to the magnitude of the deformation, therefore, by the intensity of the glow of the element it was possible to judge the magnitude of the stresses and deformations of the surface of the object.
Недостатком указанных способов изготовления сенсора для регистрации механических воздействий является то, что чувствительным элементом (сенсором) является механолюминесцирующая пленка, которая наносится на поверхность подложки (или объекта), при этом важно чтобы пленка обладала хорошей адгезией с поверхностью подложки (или обьекта), в противном случае пленка может отслоиться и потрескаться при механическом воздействии. Использование гибких (или пластичных) механолюминесцирующих пленок нецелесообразно ввиду малой эффективности возбуждения механолюминесценции в таких пленках.The disadvantage of these methods of manufacturing a sensor for recording mechanical effects is that the sensitive element (sensor) is a mechanoluminescent film that is applied to the surface of the substrate (or object), it is important that the film has good adhesion to the surface of the substrate (or object), otherwise In the event, the film may peel off and crack under mechanical stress. The use of flexible (or plastic) mechanoluminescent films is impractical due to the low efficiency of excitation of mechanoluminescence in such films.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ описанный в работе [6].Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result (prototype) is the method described in [6].
В этом способе слой механолюминесцирующего порошка находится между двумя прозрачными в видимой области спектра тонкими пластинами из этилентерефталата. На внутренние поверхности этих пластин наносились пленки из липкого материала (термопластичный этиленвинилацетатный сополимер) которые выполняли роль связующих для фиксации порошка люминофора между пластинами. Механические воздействия осуществляются с внешней стороны пластины.In this method, a layer of mechanoluminescent powder is located between two thin thin ethylene terephthalate plates transparent in the visible region of the spectrum. Films of sticky material (thermoplastic ethylene vinyl acetate copolymer) were applied on the inner surfaces of these plates, which served as binders for fixing the phosphor powder between the plates. Mechanical effects are carried out from the outside of the plate.
Недостатком указанного способа создания механолюминесцентных сенсоров для визуализации и регистрации механических воздействий является то, что толщина слоя порошка при механическом воздействии может меняться, так как липкая пленка (термопластик) недостаточно жестко фиксирует весь слой порошка люминофора, что приведет к неконтролируемому изменению интенсивности свечения механолюминесцирующего порошка. Кроме того, защитная пластика, связующая пленка и слой порошка люминофора образуют многослойную структуру, в которой происходят дополнительное поглощение и отражение на границах раздела сред, что приводит к потери интенсивности механолюминесценции. Также возможно разрушение гранул порошка люминофора при механическом воздействии, что приводит к изменению чувствительности и интенсивности свечения механолюминесцирующего порошка.The disadvantage of this method of creating mechanoluminescent sensors for visualizing and recording mechanical influences is that the thickness of the powder layer during mechanical action can change, since the sticky film (thermoplastic) does not sufficiently rigidly fix the entire phosphor powder layer, which will lead to an uncontrolled change in the glow intensity of the mechanoluminescent powder. In addition, the protective plastic, the binder film, and the phosphor powder layer form a multilayer structure in which additional absorption and reflection occur at the media interfaces, which leads to a loss in the intensity of mechanoluminescence. It is also possible destruction of the granules of the phosphor powder under mechanical action, which leads to a change in the sensitivity and intensity of the glow of the mechanoluminescent powder.
Целью предлагаемого изобретения является разработка способа создания механолюминесцирующих покрытий (сенсоров) для визуализации и измерения механических воздействий, который лишен указанных недостатков.The aim of the invention is to develop a method for creating mechanoluminescent coatings (sensors) for visualization and measurement of mechanical effects, which is devoid of these disadvantages.
Техническим результатом является получение надежных, имеющих большой рабочий ресурс механолюминесцирующих покрытий (сенсоров) для визуализации и измерения механических воздействий произвольной формы и временной зависимости.The technical result is to obtain reliable, having a large working life of mechanoluminescent coatings (sensors) for visualization and measurement of mechanical effects of arbitrary shape and time dependence.
Поставленная цель и полученный технический результат достигаются в результате того, что в способе создания механолюминесцирующих сенсорных элементов для визуализации и измерения полей динамических механических напряжений и ударных нагрузок, заключающимся в том, что чувствительный к механическим воздействиям механолюминесцирующий композиционный слой формируют путем растворения поверхностного слоя прозрачной в видимой области спектра подложки из полиметилметакрилата в дихлорэтане и внедрения в получившейся раствор микрочастиц порошка люминофора SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+), через 10-15 минут после образования жидкого слоя полиметилметакрилата в дихлорэтане на поверхность названного раствора наносят тонкий слой механолюминесцирующего мелкодисперсного порошка люминофора SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+) толщиной 20-200 мкм. Затем накрывают этот слой ровной и гладкой пластиной из материала, не растворяющегося в дихлорэтане, обеспечивая тем самым в результате диффузии микрочастиц люминофора в раствор в поверхностном слое прозрачной подложки из полиметилметакрилата формирование чувствительного к механическим воздействиям механолюминесцирующего композиционного слоя на основе полиметилметакрилата и механолюминесцирующего порошка люминофора SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+) толщиной 30-250 мкм, после затвердевания жидкого поверхностного слоя пластину снимают. В качестве гладкой пластины возможно применение пластины из стекла, например оконного. Средний размер использованных частиц порошка люминофора составляет 15-20 мкм.The goal and the obtained technical result are achieved as a result of the fact that in the method for creating mechanoluminescent sensor elements for visualizing and measuring the fields of dynamic mechanical stresses and shock loads, the mechanoluminescent composite layer sensitive to mechanical stresses is formed by dissolving the transparent transparent layer in the visible spectral regions of a polymethyl methacrylate substrate in dichloroethane and incorporation of microparticles into the resulting solution Rosca phosphor SrAl 2 O 4: (Eu 2+, Dy 3+) , 10-15 minutes after the formation of the liquid layer in dichloroethane PMMA onto the surface of said solution is applied to a thin layer of fine powder mehanolyuminestsiruyuschego phosphor SrAl 2 O 4: (Eu 2+, Dy 3+ ) with a thickness of 20-200 microns. Then, this layer is covered with a smooth and even plate made of a material insoluble in dichloroethane, thereby ensuring, as a result of diffusion of the phosphor microparticles into the solution, in the surface layer of the transparent substrate of polymethyl methacrylate the formation of a mechanical-sensitive mechanoluminescent composite layer based on polymethylmethacrylate S and mechanoluminescent A 2 mechanoluminescent powder 2 O 4 : (Eu 2+ , Dy 3+ ) with a thickness of 30-250 μm, after the solidification of the liquid surface layer, the plate is removed. As a smooth plate, it is possible to use a glass plate, for example a window. The average particle size of the used phosphor powder is 15-20 microns.
Применение предлагаемого способа иллюстрируется фиг. 1 и 2.The application of the proposed method is illustrated in FIG. 1 and 2.
Фиг. 1. Схема устройства для визуализации и регистрации механических воздействий, в котором поверхностный слой композиционного материала получен предлагаемым способом.FIG. 1. Scheme of a device for visualizing and recording mechanical stresses, in which the surface layer of a composite material is obtained by the proposed method.
Фиг. 2. Фотография светящейся траектории скольжения стилуса по поверхности механолюминесцирующего (сенсорного) слоя.FIG. 2. Photograph of the luminous trajectory of the stylus sliding along the surface of the mechanoluminescent (sensory) layer.
На Фиг. 1 - выполняющая функцию подложки пластинка 1 из полиметилметакрилата содержит слой 2, являющийся сенсором механических воздействий, сигнал от которой поступает на ПЗС матрицу 3. Полученная от ПЗС матрицы информация обрабатывается на компьютере 4.In FIG. 1 - a
На Фиг. 2 в качестве примера показана визуализация траектории скольжения (следа) по поверхности механолюминесцирующего слоя 2 предмета подобного стилусу или обычной шариковой ручке при воздействии рукой. Свечение (механолюминесценция) регистрируется с помощью ПЗС матрицы установленной с обратной стороны подложки. Результаты измерений выводятся на компьютер для дальнейшей обработки.In FIG. 2 as an example, visualization of the trajectory of sliding (trace) on the surface of the
Пример реализации предлагаемого способа.An example implementation of the proposed method.
Чувствительный к механическим воздействиям механолюминесцирующий композиционный слой формируют непосредственно в поверхностном слое прозрачной в видимой области спектра материала самой подложки (т.е. не так как в прототипе). Материалом подложки был выбран прозрачный в видимой области спектра полиметилметакрилат. Формирование механолюминесцирующего слоя выполняли следующим образом.Sensitive to mechanical stresses, the mechanoluminescent composite layer is formed directly in the surface layer of the substrate material transparent in the visible region of the spectrum (i.e., not like in the prototype). The substrate material was polymethyl methacrylate transparent in the visible spectrum. The formation of the mechanoluminescent layer was performed as follows.
Предварительно на поверхность пластины была наклеена рамка размерами 50×50 мм и толщиной Δh2≈2 мм, (возможно использование рамок других размеров) из материала, не растворяющегося в дихлорэтане. В результате была образована ванна глубиной Δh2≈2 мм. В эту ванну залили слой дихлорэтана толщиной Δh2≈1-2 мм. В результате этого начиналось растворение поверхностного слоя полиметилметакрилата в дихлорэтане и на поверхности твердой полиметилметакрилатной пластины был образован жидкий слой раствора полиметилметакрилата в дихлорэтане. Через 10-15 минут на поверхность жидкого слоя раствора полиметилметакрилата равномерно наносили тонкий слой механолюминесцирующего мелкодисперсного порошка люминофора SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+). Сверху названный слой накрыли ровной и гладкой пластиной из материала не растворяющегося в дихлорэтане (можно использовать пластинку из обычного оконного стекла) и слегка прижали пластину небольшим грузиком. Размеры частиц порошка люминофора составляли 0.5-35 мкм. Целесообразно выбирать объем наносимого порошка таким, чтобы толщина слоя порошка на ровной твердой поверхности составляла бы не меньше одного слоя частиц среднего размера (т.е. 15-20 мкм) и не больше 10-15 слоев. Уменьшение средней толщины слоя меньше указанного предела приводит к резкому уменьшению интенсивности сигнала механолюминесценции. Увеличение, также приводит к падению сигнала из-за рассеяния и поглощения света в самом слое.Previously, a frame measuring 50 × 50 mm and a thickness of Δh 2 ≈2 mm was glued to the surface of the plate (frames of other sizes can be used) from a material that does not dissolve in dichloroethane. As a result, a bath with a depth of Δh 2 ≈2 mm was formed. A layer of dichloroethane Δh 2 ≈1-2 mm thick was poured into this bath. As a result, the dissolution of the surface layer of polymethyl methacrylate in dichloroethane began, and a liquid layer of a solution of polymethyl methacrylate in dichloroethane was formed on the surface of the solid polymethyl methacrylate plate. After 10-15 minutes, a thin layer of mechanoluminescent finely dispersed phosphor powder SrAl 2 O 4 : (Eu 2+ , Dy 3+ ) was uniformly applied to the surface of the liquid layer of the polymethyl methacrylate solution. On top of this layer was covered with a flat and smooth plate of material insoluble in dichloroethane (you can use a plate of ordinary window glass) and gently pressed the plate with a small weight. The particle size of the phosphor powder was 0.5-35 μm. It is advisable to choose the volume of the applied powder so that the thickness of the powder layer on a flat hard surface would be at least one layer of medium-sized particles (i.e. 15-20 microns) and not more than 10-15 layers. A decrease in the average layer thickness below the specified limit leads to a sharp decrease in the intensity of the signal of mechanoluminescence. The increase also leads to a drop in the signal due to scattering and absorption of light in the layer itself.
В результате диффузии микрочастиц люминофора в раствор в поверхностном слое прозрачной подложки из полиметилметакрилата был сформирован чувствительный к механическим воздействиям механолюминесцирующий композиционный слой на основе полиметилметакрилата и механолюминесцирующего порошка люминофора SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+) толщиной ≈ 30-250 мкм. После затвердевания жидкого поверхностного слоя пластина была снята.As a result of the diffusion of phosphor microparticles into a solution in the surface layer of a transparent substrate from polymethylmethacrylate, a mechanoluminescent composite layer based on polymethylmethacrylate and mechanoluminescent powder phosphor SrAl 2 O 4 : (Eu 2+ , Dy 3+ ) with a thickness of ≈ 30-250 μm was formed . After solidification of the liquid surface layer, the plate was removed.
Так как подложка прозрачная, то свечение (механолюминесценцию), возникающее при воздействии на механолюминесцирующий слой можно регистрировать с обратной стороны подложки, что значительно удобней по сравнению с регистрацией со стороны механолюминесцирующего слоя. В предлагаемом способе механолюминесцирующий сенсорный слой находится в поверхностном слое самого материала подложки, в результате достигается прочная адгезия сенсорного слоя с подложкой и не возникает разрушения чувствительного слоя при механическом воздействии, например ударе, а также нет многослойной структуры создающей дополнительные потери полезного сигнала. Кроме того, материал подложки (полиметилметакрилат) устойчив к воздействию различных газов и жидкостей. Это позволяет использовать сенсоры полученные предлагаемым способом для визуализации и измерения значительно больших механических воздействий (ударов, деформаций) и в разных внешних условиях - на воздухе, в различных газах и в различных жидкостях.Since the substrate is transparent, the luminescence (mechanoluminescence) arising from exposure to the mechanoluminescent layer can be detected from the back of the substrate, which is much more convenient compared to registration from the side of the mechanoluminescent layer. In the proposed method, the mechanoluminescent sensor layer is located in the surface layer of the substrate material itself, as a result, strong adhesion of the sensor layer to the substrate is achieved and there is no destruction of the sensitive layer under mechanical stress, such as shock, and there is no multilayer structure that creates additional loss of useful signal. In addition, the substrate material (polymethyl methacrylate) is resistant to various gases and liquids. This allows the use of sensors obtained by the proposed method for visualization and measurement of significantly greater mechanical stresses (impacts, deformations) and in various external conditions - in air, in various gases and in various liquids.
Проведенные испытания устройств, в которых механолюминесцирующий слой был получен предлагаемым способом, показали его промышленную применимость.Tests of devices in which the mechanoluminescent layer was obtained by the proposed method showed its industrial applicability.
Источники информации.Information sources.
1. Патент RU №2160428, МПК. G01B 7/16, опубл., 10.12.2000.1. Patent RU No. 2160428, IPC. G01B 7/16, publ., 10.12.2000.
2. Патент RU №1245875, МПК. G01B 11/16, опубл. 23.07.1986)2. Patent RU No. 1245875, IPC. G01B 11/16, publ. 07/23/1986)
3. Патент RU №2162591, МПК. G01B 11/24, G01B 11/16, опубл. 27.01.2001).3. Patent RU No. 2162591, IPC. G01B 11/24, G01B 11/16, publ. 01/27/2001).
4. Патент RU 2305847, МПК. G01P 13/093, опубл., 10.09.20074. Patent RU 2305847, IPC. G01P 13/093, published on 09/10/2007
5. W.X. Wang, Т. Matsubara, Y. Takao, Y. Imai and C.N. Xu, Smart strain sensor using SrAl2O4:Eu2+/polymer composite film, Proceedings of The 8th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, pp 357-360 (2008)., 2008. 105. WX Wang, T. Matsubara, Y. Takao, Y. Imai and CN Xu, Smart strain sensor using SrAl 2 O 4 : Eu 2+ / polymer composite film, Proceedings of The 8th China-Japan Joint Conference on Composite Materials, pp 357-360 (2008)., 2008.10
6. Xiandi Wang, Hanlu Zhang, et al. Dynamic pressure mapping of personalized handwriting by a flexible sensor matrix based on the mechanoluminescence process. Adv. Mater., 2015, vol. 27, Issue 14, p. 2324-23316. Xiandi Wang, Hanlu Zhang, et al. Dynamic pressure mapping of personalized handwriting by a flexible sensor matrix based on the mechanoluminescence process. Adv. Mater., 2015, vol. 27, Issue 14, p. 2324-2331
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140449A RU2666162C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140449A RU2666162C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2666162C1 true RU2666162C1 (en) | 2018-09-06 |
Family
ID=63460024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140449A RU2666162C1 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666162C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1656319A1 (en) * | 1989-03-29 | 1991-06-15 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Method for determining mechanical stresses |
| JPH10130639A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Mechanoluminescent material |
| US20010008445A1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-07-19 | Peter Ifju | System, method, and coating for strain analysis |
| US20010017059A1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-30 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method of and a system for measuring a stress or a stress distribution, using a stress luminescent material |
| RU2443975C1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-02-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН | Method for viewing and controlling dynamic surface deformations and impact loads |
-
2017
- 2017-11-21 RU RU2017140449A patent/RU2666162C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1656319A1 (en) * | 1989-03-29 | 1991-06-15 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Method for determining mechanical stresses |
| JPH10130639A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Mechanoluminescent material |
| US20010008445A1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-07-19 | Peter Ifju | System, method, and coating for strain analysis |
| US20010017059A1 (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-30 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method of and a system for measuring a stress or a stress distribution, using a stress luminescent material |
| RU2443975C1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-02-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН | Method for viewing and controlling dynamic surface deformations and impact loads |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5093478B2 (en) | Object to be measured for stress analysis, coating liquid and stress light emitting structure for forming a coating layer on the object to be measured | |
| US6327030B1 (en) | System, method, and coating for strain analysis | |
| JP5284587B2 (en) | Method for determining surface contact force | |
| JP3709430B2 (en) | Method of measuring stress or stress distribution using stress luminescent material | |
| CA2897690C (en) | Systems and methods for detecting crack growth | |
| TWI524997B (en) | Liquid optically clear adhesive lamination process control | |
| Timilsina et al. | Optical evaluation of in situ crack propagation by using mechanoluminescence of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ | |
| US20140211195A1 (en) | Plasmon resonance based strain gauge | |
| JP2014013230A5 (en) | ||
| US10281345B2 (en) | Strain sensor and recording medium | |
| CN105987781A (en) | Dynamic stress sensor and manufacturing method thereof, and dynamic stress measurement system | |
| RU2443975C1 (en) | Method for viewing and controlling dynamic surface deformations and impact loads | |
| US6575620B1 (en) | Method and device for visually measuring structural fatigue using a temperature sensitive coating | |
| RU2666162C1 (en) | Method for creation of mechanoluminescent sensors for visualization and registration of mechanical effects | |
| Grapsas et al. | Acoustic characteristics of fluid interface displacement in drying porous media | |
| Jain et al. | Extension of reflection-mode digital gradient sensing method for visualizing and quantifying transient deformations and damage in solids | |
| JP2006242819A (en) | Method for detecting strain of object, and device therefor | |
| KR102442856B1 (en) | Method for evaluating dispersibility of particle in film | |
| WO2006091927A1 (en) | Essentially thickness independent single layer photoelastic coating | |
| US10072991B2 (en) | Lanthanide and silicon-based nanoparticle pressure sensor and system | |
| CN113504266A (en) | Piezoresistive sensor for crack monitoring and preparation method thereof | |
| CN117079020A (en) | Classification method, system, medium, equipment and terminal for fine deposited particles | |
| TWI228174B (en) | Nanometer mechanical measurement device with a high-strength probe | |
| KR20210084317A (en) | Magnetic sensor with wide magnetic field measurement range | |
| BR102021015683A2 (en) | PRINTABLE VITREOUS MATERIAL FOR OPTICALLY MAPPABLE THERMOMETRY |