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通道裂纹悬浮传感膜作为高灵敏度、动态范围的全柔性振动传感器( Channel-Crack-Designed Suspended Sensing Membrane as a Fully Flexible Vibration Sensor with High Sensitivity and Dynamic Range )
Xiaoliang Chen Qian Zeng Jinyou Shao Sheng Li Yongsong Luo
振动传感器在民用和工业应用中是信号采集、运动测量和结构健康评估的关键。然而，微机电系统振动传感器的机械脆性和复杂的安装工艺阻碍了其在可穿戴设备和人机交互中的应用。如何开发柔性振动传感器，以满足柔性好、灵敏度高、能在弯曲关键部件上贴合的要求，是一个很高的要求，但仍然是一个挑战。在这里，我们展示了一个高灵敏度和全柔性振动传感器与通道裂纹设计的悬浮传感膜，用于高动态振动和加速度监测。柔性传感器通过在腔体基底上粘接通道裂纹敏感膜，设计成悬浮振动膜结构，在外界振动作用下，悬浮振动膜可以自由地振动出平面。通过诱导裂纹在嵌入的多壁碳纳米管通道中产生，并在导电路线上完全开裂，悬浮振动膜显示出高灵敏度、良好的重现性和稳健的传感稳定性。所研制的振动传感器具有0.1～20000 Hz的超宽频率振动响应范围，对加速度振动的响应范围为0.24～100 m/s2。振动传感器具有灵敏度高、带宽大、结构灵活等特点，可以直接贴附在人体和曲线表面进行原位振动传感，在运动检测、语音识别和机械设备振动监测等方面得到了充分的应用。
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