纤维应变传感器

直接织入智能纺织品的光纤应变传感器在可穿戴系统中发挥着重要作用。这些传感器需要很高的灵敏度来检测实际应用中的微妙应变。然而，传统的等直径光纤应变传感器轴向应变分布均匀，限制了传感器灵敏度的提高。为此，提出一种新的内部或外部结构设计策略，以显著提高光纤应变传感器的灵敏度。将用作模板的空心玻璃管与PDMS滴结合，制成直径定向增粗(内部设计)或附着于表面(外部设计)的聚二甲基硅氧烷( PDMS )微珠。纤维的结构改性显著影响传感性能。优化结构参数后，在25 %应变下，内外结构设计的最大规范系数达到123.1。综合分析表明，理想的方案是内部结构设计，其灵敏度高达110，在5 - 20 %的应变下，灵敏度提高了100 %。由于该接口具有足够的鲁棒性，即使在第800周期，光纤传感器仍然具有优异的稳定性能。形貌演化机制表明，电阻增大与峰宽和距离的增大，以及间隙的出现密切相关。基于有限元模拟，不同策略的量化有效贡献与改进后的灵敏度正相关。所提出的光纤应变传感器编织在二维网络结构中，具有良好的位移监测能力，便于十字路口的交通控制。