三明治结构压电传感器

嵌入复材自供能监测

静电纺丝PVDF三层膜构成的传感器，压电效应定量监测应力，平行板电容监测层间裂纹扩展，与GFRP复材完美结合、对力学性能影响可忽略。

Haokun, Lin · Peng, Yunsong · Zhang, Fengjia · Ke, Xucheng · 赛丽曼 · Li Xiaobing · 周何 · 郑楠 · 黄志高 · 周华民

Microstructures 2024

具体参数

应力传感线性度

{'zh': '0.999', 'en': '0.999'}

裂纹传感线性度

{'zh': '0.933', 'en': '0.933'}

力学性能影响

{'zh': '-7', 'en': '-7'} %

技术优势

应力与裂纹同时测

传感器基于压电效应监测应力，基于平行板电容监测层间裂纹扩展，一套结构实现两种功能。

嵌入不影响强度

多孔膜结构允许基体浸入PVDF纳米纤维，与GFRP结合良好，对力学性能影响小于-7%。

直到失效仍有效

传感器与GFRP的完美结合保证了直到样品失效仍具备有效传感能力。

应用场景

• 结构健康监测：实时同步监测应力和裂纹扩展，替代传统单一功能的传感器。
• 复合材料监测：嵌入GFRP内部监测应力变化及层间开裂过程。
• 嵌入式传感：以无损方式嵌入复材铺层，实现原位在线监测。