重叠石墨烯应变传感结构

全范围大应变监测

改进的三维滑动传感模型将重叠区参数纳入考量，使相对电阻变化的预测误差从26%大幅降至2%，实现了从微小应变到裂纹扩展的全程精准监测。

Zhiyue, Zhang · 翁顺 · Ke, Gao · 胡彬 · 朱宏平 · Junshu, Zhang · Wu, Liying

Construction and Building Materials 2026

参数信息

传感范围（S形OGS）

42 %

传感范围（无图案OGS）

28 %

应变系数（无图案OGS）

32

应变系数（S形OGS）

22

预测相对误差

2 %

技术优势

预测误差从26%降到2%

三维滑移模型纳入接触电阻、重叠区几何和泊松比，使相对电阻变化预测与仿真结果高度吻合。

应变范围扩到42%

S形重叠石墨烯传感器实现42%的应变传感范围，远超箔片传感器的2%，可监测大应变工况。

箔片失效后仍能监测

疲劳试验中，重叠石墨烯传感器在箔片传感器失效后仍能识别裂纹产生并持续监测应变。

应用场景

• 大型基础设施监测：用喷涂传感器实时捕捉桥梁等大型结构的大应变，替代传统箔片传感器。
• 结构健康监测：在箔片传感器失效后仍能识别裂纹，持续提供结构损伤预警。
• 全范围应变监测：从微小应变到裂纹扩展全程监测，弥补箔片传感器量程不足。
• 喷涂式传感器：喷涂工艺可直接在结构表面形成传感层，便于大面积部署。