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本期向大家推介的是18新利体育 电子信息学院聂宝清副研究员团队的项目:一种无线压力传感器
聂宝清副研究员,18新利体育 电子信息学院,主要研究领域:1.柔性电子;2.可穿戴传感设备,近年来,主要从事新型传感技术、可穿戴电子设备及其在生物医学领域中的应用研究。
一种无线压力传感器
成果简介:
电子织物技术是生物医学和机器人领域的热门研究技术,基于这项技术的智能电子设备具有优异的机械柔性、出色的耐磨性、并且易于与各种织物基材集成,这些是传统电子设备无法实现的。电子织物压力传感器广泛用于多种场合,例如可穿戴健康监测,智能家居护理,医疗诊断和人体运动检测。
本发明是基于织物的无线压力传感器阵列(WiPSA)及其远程触觉传感应用。WiPSA装置包括三层结构:柔性织物层、附着在其表面的无源天线单元、以及附着在其底面的铁氧体薄膜单元。WiPSA可在无线传输模式下监控机械负载的大小,具有优异的压力灵敏度。在外部压力下,柔性织物层的机械压缩将导致无源天线单元和铁氧体薄膜单元的距离缩小,进而导致天线的等效电感的变化。该变化可以通过外部耦合线圈接收器进一步转换为谐振频率的偏移量,从而实现压力测量。重要的是,WiPSA集成了具有超高磁导率的铁氧体薄膜,可以有效吸收天线单元的电磁能量,从而有效地提高器件的灵敏度,同时避免了导电材料的干扰。作为人机交互式感知的概念验证,WiPSA已经成功地1)与柔软的腕带集成应用于指尖压力导向的方向选择,2)开发成智能无线鞋垫以映射足底应力分布,以及3)嵌入在腰部支撑带,以远程传输方式来监测腰带和人体腹部之间的接触压力。
创新要点:
本发明实现了无线触觉传感,并且WiPSA(无线压力传感器阵列)集成了具有超高磁导率的铁氧体薄膜,有效吸收来自天线单元的电磁能量,从而有效地提高器件的灵敏度,同时避免了导电材料的干扰。
技术指标:
我们已经在0至20 kPa的压力范围内证明了该器件的性能具有高品质因数(QF> 35)和灵敏度(-0.19 MHz/kPa)。此外,WiPSA(无线压力传感器阵列)在各种机械负载,超过20,000次循环的周期性压力,温度波动(15至103ºC)和湿度变化(40%至99%)下实现了出色的重现性。