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摻雜硫化鋅在力致發(fā)光傳感器中的應(yīng)用及力致發(fā)光傳感器及其制備方法以及它們的應(yīng)用與流程

文檔序號:11944946閱讀:1431來源:國知局
摻雜硫化鋅在力致發(fā)光傳感器中的應(yīng)用及力致發(fā)光傳感器及其制備方法以及它們的應(yīng)用與流程

本發(fā)明涉及力致發(fā)光傳感器領(lǐng)域,具體地,涉及過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒在基于力致發(fā)光的可視化傳感器中的應(yīng)用,以及一種基于力致發(fā)光的可視化傳感器及其制備方法,以及他們在風(fēng)洞實驗中的應(yīng)用。



背景技術(shù):

風(fēng)洞是空氣動力學(xué)研究和試驗中最廣泛使用的工具。它的產(chǎn)生和發(fā)展是同航空航天科學(xué)的發(fā)展緊密相關(guān)的。風(fēng)洞廣泛用于研究空氣動力學(xué)的基本規(guī)律,以驗證和發(fā)展有關(guān)理論,并直接為各種飛行器的研制服務(wù),通過風(fēng)洞實驗來確定飛行器的氣動布局和評估其氣動性能。除了應(yīng)用于飛行器研發(fā),目前風(fēng)洞還能應(yīng)用于汽車、摩托車、建筑物空氣動力學(xué)實驗。在風(fēng)洞實驗中,準(zhǔn)確獲取飛行器表面的壓力分布是一項重要的測量內(nèi)容。隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,對表面壓力分布的測量有了更高的要求,實現(xiàn)高靈敏度,動態(tài)壓力分布實時測量仍是一大挑戰(zhàn)。

實現(xiàn)這一目的的傳統(tǒng)方法是壓力敏感涂料技術(shù)。這是一種無插入式表面全域壓力分布光學(xué)測量技術(shù),以壓力敏感材料為涂料覆蓋于測量表面,以激光或紫外線燈為激發(fā)光源,誘導(dǎo)涂料發(fā)出熒光或磷光,利用空氣介質(zhì)中的氧分子對壓力敏感材料發(fā)光的“猝熄”作用,通過CCD相機(jī)(CCD camera)將實驗物體表面涂層熒光或磷光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為偽彩色圖像,應(yīng)用計算機(jī)圖形處理技術(shù)獲取表面壓力分布狀況。例如中國專利申請?zhí)朇N201310080524.1所公開的技術(shù)方案提出了一種壓力敏感涂料測量結(jié)果的高精度顯示方法,首先建立被測模型三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),并對被測模型表面進(jìn)行劃分、標(biāo)記,其次對被測模型表面壓力測量,獲取表示熒光光強(qiáng)的二維圖像,再次建立各個劃分區(qū)域中二維坐標(biāo)與三維坐標(biāo)的關(guān)系,最后根據(jù)坐標(biāo)關(guān)系將二維壓力圖像轉(zhuǎn)換為三維顯示。該方法可以校正所得圖像的變形問題,對被測模型表面壓力分布進(jìn)行多角度顯示,且可以根據(jù)需要對其表面進(jìn)行分區(qū)細(xì)化處理,以方便準(zhǔn)確無誤地提高在需要高精度測量區(qū)域的結(jié)果顯示精度,精確提供被測三維模型上任一點的壓力信息,有效對實驗過程中真實壓力場進(jìn)行還原。

但上述技術(shù)因為需要激光或紫外線燈為激發(fā)光源,測量熒光時又需要濾光系統(tǒng)過濾激發(fā)光,所以需要復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種高靈敏度、高精準(zhǔn)度且不需要復(fù)雜光學(xué)設(shè)備的對表面壓力進(jìn)行測量的方法。

為了實現(xiàn)上述目的,第一方面,本發(fā)明提供了過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒在基于力致發(fā)光的可視化傳感器中的應(yīng)用。

優(yōu)選地,所述過渡金屬元素選自錳、銅、銀、鋁和鉛。

優(yōu)選地,所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的制備方法包括:將摻雜有過渡金屬元素的硫化鋅粉末置于真空環(huán)境中,于1000-1200℃下加熱2-4小時;優(yōu)選地,加熱的條件使得在20-40min內(nèi)摻雜有過渡金屬的硫化鋅粉末的溫度升溫至1000-1200℃。

第二方面,本發(fā)明提供了一種基于力致發(fā)光的可視化傳感器,其中,該傳感器包括基底以及附著于基底上的如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒形成的薄膜。

第三方面,本發(fā)明提供了一種基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法,其中,該方法包括:將如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液涂覆于如上所述的基底上。

優(yōu)選地,所述懸浮液中還含有高分子物質(zhì);優(yōu)選的,所述高分子物質(zhì)選自PVA、EVA、PDMS、PU、PMMA、PAM、PVP、淀粉、纖維素、植物膠、動物膠、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羥甲基纖維素和羧甲基纖維素中的一種或多種。

優(yōu)選地,通過打印技術(shù)將過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液印在基底的表面上。

第四方面,本發(fā)明提供了如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒、如上所述的基于力致發(fā)光的可視化傳感器及如上所述的方法制備的可視化傳感器在風(fēng)洞實驗中的應(yīng)用。

通過上述技術(shù)方案,利用過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅微納米材料的力致發(fā)光性能,設(shè)計了一種可用于風(fēng)洞實驗的壓力傳感器。高度靈敏的自發(fā)光材料使得本發(fā)明有較之于傳統(tǒng)方法更廣的應(yīng)用范圍和更出色的性能,在風(fēng)洞實驗中具有極大的應(yīng)用價值。更為優(yōu)異的,所制備的傳感器對微小動態(tài)力具有超靈敏、高精度的實時光學(xué)響應(yīng),按照壓強(qiáng)計算,檢測限在25Pa,按照能量計算,檢測限在28微焦的超靈敏傳感器,動態(tài)力的作用面積就是發(fā)光面積,實現(xiàn)了高精度響應(yīng),響應(yīng)時間為10ms,從而實現(xiàn)了實時響應(yīng)。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:

圖1從下文有所說明是本發(fā)明傳感器的ZnS:Mn微納米材料的掃描電子顯微鏡圖片和實物照片;a中ZnS:Mn顆粒的平均直徑為20nm,b中ZnS:Mn的顆粒平均直徑為200nm,c中ZnS:Mn的顆粒平均直徑為2μm,d為ZnS:Mn-PVA的傳感器膜。

圖2是本發(fā)明傳感器的用于風(fēng)洞實驗的模型圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值,這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數(shù)值范圍來說,各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間,以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數(shù)值范圍,這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究的過程中發(fā)現(xiàn),通過將過渡金屬(特別是錳、銅、銀、鋁或鉛)摻雜的硫化鋅制備成涂料,然后將其附著于基底表面上形成涂層以制備傳感器,當(dāng)受到外力作用發(fā)生形變時會發(fā)出亮光,直接將壓力轉(zhuǎn)化為光信號,并且發(fā)光強(qiáng)度與壓力成正相關(guān)。該傳感器對微小動態(tài)力具有超靈敏、高精度的實時光學(xué)響應(yīng),可以同時獲取力的大小、壓強(qiáng)、位置和速度。將上述傳感器貼附于飛行器表面,在風(fēng)洞測試中通過CCD將實驗物體表面點陣的發(fā)光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為圖像,應(yīng)用計算機(jī)圖形處理技術(shù)獲取表面壓力分布狀況,通過點陣發(fā)光強(qiáng)度的變化,可以得到壓力的變化情況。該設(shè)備在不需要激發(fā)光的條件下就能實現(xiàn)發(fā)光,在采集光信號時也不需要經(jīng)過濾光設(shè)備除去激發(fā)光,較之于壓力敏感涂料技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。

基于此,第一方面,本發(fā)明提供了過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒在基于力致發(fā)光的可視化傳感器中的應(yīng)用。

術(shù)語“力致發(fā)光”是指傳感器在受到壓力是會發(fā)射出光,并且光強(qiáng)與所受的壓力成正相關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明,理論上,只要是元素周期表中的過渡金屬均可作為硫化鋅的摻雜金屬,但本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),將原子半徑為70-130%硫化鋅分子半徑的過渡金屬元素(也即,所述過渡金屬元素的原子半徑為硫化鋅分子半徑的70-130%)摻雜至硫化鋅中,最終所制備的傳感器的性能能夠得到進(jìn)一步提升。更為優(yōu)選的,所述過渡金屬元素選自錳、銅、銀、鋁和鉛中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明,在所述硫化鋅中摻雜的所述過渡金屬的量并沒有特別的限制,只要能夠使得過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒制備的傳感器能夠根據(jù)受到的壓力發(fā)生形變從而轉(zhuǎn)化為光信號即可。但在優(yōu)選的情況下,為了進(jìn)一步提高所述傳感器的靈敏度以及精準(zhǔn)度,所述過渡金屬元素與硫化鋅的摩爾比為1:5-200,進(jìn)一步優(yōu)選為1:70-150,更優(yōu)選為1:80-120。

根據(jù)本發(fā)明,所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的粒徑可以在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行變化,但為了進(jìn)一步提高所述傳感器的靈敏度以及精準(zhǔn)度,所述顆粒的粒徑優(yōu)選為1nm-1000μm,更優(yōu)選為5nm-500μm,進(jìn)一步優(yōu)選為7-1000nm,甚至更優(yōu)選為10-500nm,最優(yōu)選為12-100nm。

根據(jù)本發(fā)明,所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒優(yōu)選通過真空加熱法進(jìn)行制備,具體的,將混合有摻雜過渡金屬元素的硫化鋅粉末至于容器中并抽真空,然后在真空下加熱使得混合有摻雜過渡金屬元素的硫化鋅粉末的溫度升高至1000-12000℃,然后在此溫度下繼續(xù)加熱2-4小時,之后停止加熱自然冷卻后便可得到本發(fā)明的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒。其中,優(yōu)選的情況下,所述加熱的條件使得混合有摻雜過渡金屬元素的硫化鋅粉末在20-40min內(nèi)基本在勻速的條件(每分鐘內(nèi)溫度的上升速度差不超過10℃,優(yōu)選不超過5℃)下升溫至1000-1200℃。

第二方面,本發(fā)明提供了一種基于力致發(fā)光的可視化傳感器,其中,該傳感器包括基底以及附著于基底上的如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒形成的薄膜。

根據(jù)本發(fā)明,所述薄膜的厚度沒有特別的限定,只要能夠?qū)毫D(zhuǎn)化為光信號即可。優(yōu)選情況下,所述薄膜的厚度為1-10mm。

根據(jù)本發(fā)明,用于附著所述摻雜硫化鋅顆粒的基底可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種基底,例如,可以為剛性基底,也可以為柔性基底。其中,所述剛性基底可以選自玻璃、硅、鋼鐵、陶瓷、水泥、木材和石頭,所述柔性基底可以選自PDMS(聚二甲基硅氧烷)膜、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)膜、PS(聚苯乙烯)膜、PU(聚氨酯)膜、PI(聚酰亞胺)膜和PVA(聚乙烯醇)薄膜。

第三方面,本發(fā)明還提供了如上所述的基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法,該方法包括:將如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液涂覆于如上所述的基底上。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),盡管將如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒懸浮液溶劑中制備成懸浮液,然后涂覆于所述基底上即可制備出滿足本發(fā)明要求的傳感器,但當(dāng)所述懸浮液中還含有高分子物質(zhì)時,最終所制備的傳感器的靈敏度和精準(zhǔn)度會得到進(jìn)一步提升。

根據(jù)本發(fā)明,所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的含量也可以在較寬的范圍內(nèi)變化,優(yōu)選情況下,基于100重量份的所述懸浮液,所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的含量為0.5-10重量份,優(yōu)選為1-5重量份。

優(yōu)選的,所述高分子物質(zhì)選自PVA、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)、PDMS、PU、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PAM(聚丙烯酰胺)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、淀粉、纖維素、植物膠、動物膠、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羥甲基纖維素和羧甲基纖維素中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明,所述高分子物質(zhì)的含量也可以在較寬的范圍內(nèi)變化,優(yōu)選情況下,基于100重量份的所述懸浮液,所述高分子的含量為1-10重量份,優(yōu)選為3-8重量份。

根據(jù)本發(fā)明,所述溶劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種溶劑,優(yōu)選選自水、甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、異丙醇、二甘醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇芐醚、康醇、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、三甘醇甲醚、雙丙酮醇、十三醇、十四醇、鄰苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)己酮、二甲苯、聯(lián)二環(huán)己烷、環(huán)己烷、正丁醇、丁酮、鄰苯二甲酸二甲酯和山梨糖醇中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明,將所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液涂覆在所述基底表面上的方法可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇,例如,可以采用噴涂、旋涂等涂覆方法,也可以采用打印技術(shù)(直寫技術(shù))。本發(fā)明在此優(yōu)選打印技術(shù)將過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液印在基底的表面上,從而使得制備得到的傳感器的靈敏度和精準(zhǔn)度得到進(jìn)一步提升。其中,所述打印技術(shù)可以選自點膠、噴墨打印、水轉(zhuǎn)印、絲網(wǎng)印刷和卷對卷印刷中的一種。

根據(jù)本發(fā)明,當(dāng)采用打印技術(shù)將所述過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的懸浮液印在基底的表面上時,優(yōu)選將所述懸浮液制備成墨水,所述墨水的制備方法是通過將所述懸浮液共混攪拌或共混超聲分散得到。

第四方面,本發(fā)明還提供了如上所述的過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒、如上所述的基于力致發(fā)光的可視化傳感器及如上所述的方法制備的可視化傳感器在風(fēng)洞實驗中的應(yīng)用。

將本發(fā)明的傳感器應(yīng)用到風(fēng)洞實驗中時,所述的該傳感器對微小動態(tài)力可表現(xiàn)出超靈敏、高精度且實時光學(xué)響應(yīng)的優(yōu)異特性,按照壓強(qiáng)計算,檢測限在25Pa,按照能量計算,檢測限在28微焦。其中,動態(tài)力的作用面積就是發(fā)光面積,實現(xiàn)了高精度響應(yīng),響應(yīng)時間為10ms,從而實現(xiàn)了實時響應(yīng)。

以下將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例1

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

(1)過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的制備

按照摩爾比為1:100的比例將錳與硫化鋅粉末混合,并置于管式爐(西安天虹儀表有限公司牌號為GSK14-2的市售品)中,抽真空后,加熱到1050℃。開始加熱后30min使溫度達(dá)到1050℃,在此溫度下繼續(xù)加熱3小時,之后停止加熱,自然冷卻,得到錳摻雜的硫化鋅(ZnS:Mn)顆粒,該顆粒的掃描電鏡(日立JSM-7500F)圖片和實物圖片見圖1a所示。其中,所述顆粒的粒徑為20nm;通過改變不同的硫化鋅與錳的投料粉末尺寸,也可以得到200nm,2μm的粒徑,分別如圖1b和1c所示。

(2)基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備

將步驟(1)得到的ZnS:Mn顆粒與PVA在水中攪拌分散,得到ZnS:Mn顆粒含量為2.5重量%、PVA(平均分子量為13000)含量為5重量%以及余量為水的懸浮液。將此懸浮液超聲分散后得到墨水,然后使用點膠機(jī)打印在PET基底上,制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,如圖1d所示。

實施例2

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

(1)過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的制備

按照摩爾比為1:120的比例將銅與硫化鋅粉末混合,并置于管式爐中,抽真空后,加熱到1000℃。開始加熱后20min使溫度達(dá)到1000℃,在此溫度下繼續(xù)加熱4小時,之后停止加熱,自然冷卻,得到銅摻雜的硫化鋅(ZnS:Cu)顆粒,其中,所述顆粒的粒徑為15nm。

(2)基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備

將步驟(1)得到的ZnS:Cu顆粒與淀粉在甲醇中攪拌分散,得到ZnS:Cu顆粒含量為1.5重量%、淀粉含量為3重量%以及余量為甲醇的懸浮液。將此懸浮液磁力攪拌(所使用的磁力攪拌器為上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司牌號為84-1A的市售品)后得到墨水,然后使用噴墨打印在PDMS基底上,鼓風(fēng)干燥機(jī)80℃固化(所使用的鼓風(fēng)干燥箱為上海?,攲嶒炘O(shè)備有限公司牌號為DGX-9053B-1的市售品)制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器。

實施例3

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

(1)過渡金屬元素?fù)诫s的硫化鋅顆粒的制備

按照摩爾比為1:80的比例將鉛與硫化鋅粉末混合,并置于管式爐中,抽真空后,加熱到1200℃。開始加熱后40min使溫度達(dá)到1200℃,在此溫度下繼續(xù)加熱2小時,之后停止加熱,自然冷卻,得到鉛摻雜的硫化鋅(ZnS:Pb)顆粒,其中,所述顆粒的粒徑為100nm。

(2)基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備

將步驟(1)得到的ZnS:Pb顆粒與羧甲基纖維素鈉在丙酮中攪拌分散,得到ZnS:Pb顆粒含量為5重量%、PVA(平均分子量為80000)含量為8重量%以及余量為丙酮的懸浮液。將此懸浮液機(jī)械攪拌(所使用的集熱式恒溫加熱磁力攪拌器為鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司牌號為DF-101S的市售品)后得到墨水,然后使用水轉(zhuǎn)印在玻璃基底上制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器。

實施例4

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,所述過渡金屬元素為銀。

實施例5

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,所述過渡金屬元素為鋁。

實施例6

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,步驟(1)中,開始加熱后10min使溫度達(dá)到1500℃。

實施例7

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,步驟(2)中,所述制備的懸浮液中不含有高分子物質(zhì)。

實施例8

本實施例用于說明本發(fā)明基于力致發(fā)光的可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,步驟(2)中,通過噴涂的方法將所述懸浮液涂覆于基底上。

對比例1

本對比例用于說明參比的基于力致發(fā)光可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,所述硫化鋅顆粒為未摻雜有過渡金屬的硫化鋅顆粒。

對比例2

本對比例用于說明參比的基于力致發(fā)光可視化傳感器的制備方法

按照實施例1的方法制備基于力致發(fā)光的可視化傳感器,不同的是,所述硫化鋅調(diào)換為GYM627 1型光學(xué)壓敏涂料。

測試?yán)?

(1)以能量計算的靈敏度參數(shù)通過滴塔實驗方法獲得,即將飛鏢從已知高度自由落體,由能量守恒方程Ev=1/2mv2=mgh可以得到落在傳感器上的飛鏢動能。其中,Ev為飛鏢落在傳感器上的動能,m為飛鏢質(zhì)量,v為飛鏢末速度,g為重力加速度,h為飛鏢重心高度。通過單反相機(jī)獲得光信號,通過Image軟件獲得相對灰度值。取單反相機(jī)能采集到的最小動能為以能量表示的靈敏度。單反相機(jī)為佳能600D,50-1.8mm微距鏡頭。

(2)以壓強(qiáng)計算的靈敏度參數(shù)通過滴塔實驗方法獲得,實驗條件同測試?yán)?。通過六軸力和力矩傳感器獲得壓強(qiáng),通過單反相機(jī)獲得光強(qiáng)。六軸力和力矩傳感器為ATT公司牌號為Nano17的市售品。單反相機(jī)為佳能600D,50-1.8mm微距鏡頭。

(3)精準(zhǔn)度的測量:分別測量100次以能量計算的靈敏度或以壓強(qiáng)計算的靈敏度的平均值,同時計算每一次以壓強(qiáng)計算或以能量計算的數(shù)值與100次的平均數(shù)值之間的差別,如果出現(xiàn)誤差大于5%,則記為精準(zhǔn)度-1,初始精準(zhǔn)度為100。例如,精準(zhǔn)度為99,則說明有99次測量結(jié)果與平均值的誤差在5%以內(nèi),有1次測量結(jié)果與平均值的誤差大于了5%。本實驗是以能量計算的精準(zhǔn)度。

(4)實時響應(yīng)時間以高速攝像機(jī)錄像獲得,每秒1000幀記錄。即記錄從飛鏢尖端接觸傳感器開始到傳感器發(fā)光這段的時間稱為實時響應(yīng)時間。高速攝像機(jī)為Vision Research公司牌號為Phantom HD GOLD的市售品。

表1

由如上表1可以看出,與對比例1-2相比,本發(fā)明制備的基于力致發(fā)光可視化傳感器在用于風(fēng)洞試驗時,其具有較高的靈敏度、精準(zhǔn)度,并且可實現(xiàn)實時響應(yīng)。并且在本發(fā)明優(yōu)選的情況下,例如,懸浮液中含有高分子物質(zhì),結(jié)合打印技術(shù)等,所述制備的傳感器的性能能夠得到進(jìn)一步提升。

測試?yán)?

采用XFlow軟件(購自樹優(yōu)信息技術(shù)有限公司)對風(fēng)洞實驗進(jìn)行模擬,通過設(shè)定風(fēng)速,得到物體表面受力發(fā)光情況。模擬效果如圖2所示(系統(tǒng)自動顯示)。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是,在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外,本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

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