物联网-智慧交通-对电极式柔性压力传感器制备及器件结构优化研究.pdf

【物联网-智慧交通】在现代科技发展中的重要性日益凸显，尤其在智能交通系统中扮演着关键角色。物联网技术通过连接各种设备，收集并处理数据，实现对交通系统的实时监控和智能管理。压力传感器作为物联网中的一种核心组件，是智慧交通系统中的重要一环。 【压力传感器】是一种能够将物理压力转化为电信号的装置，广泛应用于多个领域。特别是在自动化控制、医疗诊断、机械结构健康监测、声波检测和触控技术中，它们提供了可靠的压力数据，使得系统能够做出精确的响应。柔性压力传感器，尤其是使用PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为基底的类型，因其柔韧性和可弯曲性，可以适应不规则表面，增强了在复杂环境下的应用可能性。 【PDMS与CNT（碳纳米管）】的结合是柔性传感器制备的关键。PDMS以其良好的生物相容性和机械性能被广泛应用，而CNT则因其优异的导电性和高强度被选为导电层材料。通过SDS分散液将CNT分散，并在MCE滤膜上形成薄膜，然后用丙酮溶液去除滤膜，将CNT薄膜转移到PDMS上，形成导电性良好的复合薄膜。此外，采用毛玻璃作为模板，可以制造出具有微纳结构的PDMS薄膜，进一步提升传感器的性能。 【空气槽结构】的引入显著提高了传感器的性能。这种结构的传感器在相同压力下展现出更高的响应度和更好的稳定性。通过比较传统平板结构、单层PDMS支撑的空气槽结构、双层PDMS支撑的空气槽结构以及微纳结构的传感器，研究发现空气槽结构的传感器在低至1Pa的压强下具有最佳的灵敏度，这在智慧交通领域，如车辆轮胎压力监测、路面状况检测等场景中至关重要。 【建模与仿真】利用MATLAB进行计算，建立了空气槽结构柔性压力传感器的简单模型，仿真结果与实验数据吻合，进一步验证了这种结构设计的优越性。通过理论分析和实际测试，本研究证明了合理的空气槽设计能有效提升传感器的性能，为智慧交通领域的设备研发提供了新的思路和技术支持。 总结来说，物联网-智慧交通领域的对电极式柔性压力传感器研究，主要集中在PDMS与CNT材料的组合、空气槽结构的优化及其对传感器性能的影响。这些研究成果对于提升交通系统的智能化水平，实现高效、安全的交通管理具有重要意义。通过不断的技术创新和优化，我们可以期待未来交通系统中更加智能、灵活的压力感应解决方案。