面向智能交通动态称重系统的PVDF压电薄膜制备及性能研究
发布时间：2020-05-20 00:18
【摘要】：相比于弯板传感器、电容传感器、光纤传感器和普通的压电陶瓷传感器,PVDF(Polyvinylidene fluoride,简称PVDF)压电薄膜传感器因其具有质轻、柔性好、耐腐蚀、易成型、无铅环保、能适应高温/严寒等恶劣天气等特点,在智能交通动态称重领域展示出独有而广阔的应用前景。然而,目前广泛用于智能交通动态称重系统的PVDF压电薄膜材料普遍存在因其压电性能低所导致的测量准确性差等制约其发展与应用的瓶颈性难题。为此,为提高动态称重系统的测量精度,本文从PVDF压电薄膜性能研究出发,采用模拟仿真与实验研究相结合的手段,探讨填料的含量/形状/取向情况等材料参数及拉伸比/温度/速率等各种拉伸工艺对PVDF压电薄膜压电性能的影响规律,旨在诠释PVDF薄膜压电性能的提升机理,从而制备出可用于智能交通动态称重系统的高压电性/高测量准确度的PVDF压电薄膜材料。具体工作如下:利用Comsol Multiphysic软件建立了 PVDF/PZT(锆钛酸铅压电陶瓷,简称PZT)单元体积模型,并利用该模型对不同填料含量、形状及取向度的PVDF/PZT复合材料进行仿真与对比分析,结果表明,随着PZT含量的增加能够有效的提高复合材料薄膜的压电性能。同时,仿真结果还表明球状的PZT比管状的PZT更加有利于提高复合材料的压电性能。适当提高填料PZT的取向度有利于增强复合材料的压电性能,但是当取向度大于0.37时,复合材料薄膜的压电性能随取向度的增加而减小。为探究拉伸工艺对PVDF压电薄膜压电性能的影响规律,制备了 PVDF压电薄膜试样,并研究了不同拉伸比、拉伸温度及拉伸速率对PVDF压电薄膜压电性能的影响规律。实验结果表明,拉伸能够有效促进PVDF内部α晶型向β晶型转化。拉伸时适当的高温能够增强PVDF薄膜内部分子的活性,使PVDF薄膜内部β晶型的含量增加,当温度过高时,又会影响其结构的变化,使其压电性能降低。拉伸速率在一定程度上也会影响PVDF压电薄膜的压电性能,这是因为较高的拉伸速率能够有效的促进薄膜内部β晶型的转变。
【图文】：
ＷＩＭ系统埋在道路之下，占地面积小，不会影响其他交通设施，因此在实际的逡逑应用中，，ＷＩＭ系统比静态称重系统具有更大的优势，据统计，利用动态称重检查出逡逑的车辆超载率高达３０％，远远高于静态称重系统。图１．１和图１．２分别为目前较常见逡逑的静态与动态称重系统／秤。逡逑渝义贤迹保澹卑沧霸谑辗颜窘诖Φ木蔡渝瓮迹保舶沧霸诼访嫔系亩浦叵低冲义希插义
本文编号：2671708
【图文】：
ＷＩＭ系统埋在道路之下，占地面积小，不会影响其他交通设施，因此在实际的逡逑应用中，，ＷＩＭ系统比静态称重系统具有更大的优势，据统计，利用动态称重检查出逡逑的车辆超载率高达３０％，远远高于静态称重系统。图１．１和图１．２分别为目前较常见逡逑的静态与动态称重系统／秤。逡逑渝义贤迹保澹卑沧霸谑辗颜窘诖Φ木蔡渝瓮迹保舶沧霸诼访嫔系亩浦叵低冲义希插义
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