Электромеханикалық пленка - Electromechanical film

Электромеханикалық фильм (EMFi) - сенсор немесе атқарушы функцияларды атқара алатын жұқа, икемді пленка. Ол екі өткізгіш қабатпен қапталған зарядталған полимерден тұрады, оны ан электретр. Оны алғаш рет финдік өнертапқыш Кари Кирьявайнен жасаған. EMFi-нің ішкі құрылымы мен жоғары кедергісі оған жоғары электр зарядын ұстауға мүмкіндік береді және пленканы күшке өте сезімтал етеді. Электр зарядынан пайда болған пленканың ішкі электр өрісін өлшеу немесе электр кернеуі түскен кезде пленка қалыңдығының өзгеруі арқылы EMFi не сенсор, не атқарушы ретінде жұмыс істей алады. Бұл фильмнің қосымшаларын әртүрлі технологиялар саласында, соның ішінде микрофондарды, дауыс зорайтқыш тақталарын, пернетақталарды және физиологиялық датчиктерді қосады.[1] Арзандықтан басқа, оның басты артықшылығы - жан-жақтылығы; оны қолдану жағына қарай кесуге, өзгертуге және өзгертуге болады.[2]

Өндірісі және құрылымы

EMFi-нің негізгі пленкасы алдымен екі осьтік бағыттаудан жасалады полипропилен фильм. Ол «арқылы жасаладыүрлеу «процесс, онда пластмассаны экструдируют а үрлеу машинасы түтік түрінде. Процесі арқылы көбіктену, түтікте бекітілген тығыздықта газ тәрізді көпіршіктер пайда болуы мүмкін, бұл EMFi-нің «ішкі құрылымын» тудырады. Содан кейін ол қажетті қалыңдық пен бағдарға байланысты екі түрлі бағытта кеңейтіледі (екі осьтік бағдар). Содан кейін түтікті электр өткізгіш материалмен қаптайды, содан кейін пленка түрінде кеседі. Содан кейін бұл фильм зарядталады Коронды емдеу және электр өткізгіш қабаттар жасайды электродтар.

EMFi-де үш қабат бар, олардың екеуі біртектес және жоғарыда айтылғандай электродтардың рөлін атқарады, ал ортаңғы қабаты тегіс, диск тәрізді қуыстармен толтырылған. Корона әдісінен заряд алған кезде электрлік бұзылулар пайда болады және қуыстардың беттері тұрақты түрде зарядталады. Қазіргі уақытта шығарылатын EMFi пленкаларының екі негізгі түрі бар: O01 және HS01, олардың қалыңдығы сәйкесінше 37 мкм және 70 мкм.[3][4][2]

Пайдалану

Сенсор

EMFi а ретінде қолданыла алады сенсор. Фильм зарядталғандықтан, ол электр өрісін тудырады. Қабыршаға қысым түскен кезде пленканың қалыңдығы төмендейді және оның құрылымындағы жеке қуыстар пішіндерінің өзгеруі пайда болады. Осы қуыстарда орналасқан кез-келген электр зарядтары қозғалады және пленканың электродтық беттерінде айна зарядтарын тудырады. Бұл зарядтар пленкаға түсірілген күшке пропорционал, оны теңдеу береді:

Δq = kΔF

Мұндағы ΔF - динамикалық күш, Δq - заряд, ал k - сезімталдық коэффициенті.[1]

Атқарушы

EMFi-ді an атқарушы. Қалыңдықтың өзгеруін пленкаға кернеу енгізу арқылы шақыруға болады; пленканың сығылуы мен кеңеюі кернеудің полярлылығына байланысты болады және ол пленканың сыртқы беткейлері бір-біріне тартқанда немесе оларды қайтарғанда пайда болады.[4] Қабыршақ зарядталмаған кезде беттер арасындағы тартымды күш теңдеумен берілген:

F = 12CU2х

мұндағы C - пленканың сыйымдылығы, ал x - пленканың қалыңдығы.[1]

Қолданбалар

EMFi икемді, берік және жиіліктің кең диапазонына сезімтал болғандықтан әр түрлі қолдану аясына ие. Бұл қасиеттер EMFi негізгі материалына жатады: полипропилен пленкасы. Осы қасиеттерге байланысты, екі жұмыс режимімен бірге, EMFi пернетақтада, динамиктерде және микрофондарда қолдануды байқады.

  • Жылы белсенді шуды жою, дыбыстық сигналдарды анықтау үшін EMFi бөлігін сенсор режимінде пайдалануға болады, содан кейін атқарушы пленканы біріншісін жоятын дыбыстық сигналдарды шығару үшін пайдалануға болады.
  • EMFi теріге жанасу қажет болатын физиологиялық датчиктерге енгізілген, мысалы BCG, өйткені оны қолдану ауыртпалықсыз және инвазивті емес.[5][6][1]

Кемшіліктер

Полипропиленнен жасалған негізгі материалды қолдану кезінде кездесетін шектеулерге байланысты, EMFi тек 50 ° C-тан төмен температурада қолданыла алады, бұл оның қолданылу аясын шектейді.

EMFi құрылымында бар ауа қуыстары пленкаға күш түскен сайын кішірейіп, қысым жоғарылайды. Бұл пленканы көп жүктеме кезінде қысу қиынырақ болады дегенді білдіреді, яғни сенсор режимінде зарядтың шығуы сызықты болмайды, бұл сенсорды калибрлеуді қиындатады.[6]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c г. Паяжанен, Мика; Леккала, Джукка; Кириавайнен, Кари (2000-08-01). «ElectroMechanical Film (EMFi) - жаңа көп мақсатты электретрлік материал». Датчиктер мен жетектер А: физикалық. 84 (1): 95–102. дои:10.1016 / S0924-4247 (99) 00269-1. ISSN  0924-4247.
  2. ^ а б [1], «Электромеханикалық пленка және оны жасау процедурасы», 1984-11-20 шығарылған 
  3. ^ Саволайнен, А .; Кирьявайнен, К. (1989-02-01). «Электротермомеханикалық фильм. І бөлім. Дизайн және сипаттамалары». Макромолекулалық ғылым журналы, А бөлімі. 26 (2–3): 583–591. дои:10.1080/00222338908051994. ISSN  0022-233X.
  4. ^ а б Паяжанен, Мика; Валимяки, Ханну; Леккала, Джукка (2000-03-01). «Электромеханикалық пленканы модельдеу (EMFi)». Электростатика журналы. 48 (3): 193–204. дои:10.1016 / S0304-3886 (99) 00065-0. ISSN  0304-3886.
  5. ^ Альберт Маннинен, Йохан Санд, Яакко Саарела, Тапио Сорваярви, Юха Тойвонен және Рольф Эрнберг, «Фотоакустикалық түрлендіргіш ретіндегі электромеханикалық фильм», опт. Экспресс 17, 16994-16999 (2009)
  6. ^ а б Джуннила, Сакари; Ахбарде, Алиреза; Варри, Альпо (2009-12-01). «Электромеханикалық пленка сенсоры негізінде сымсыз баллистокардиографиялық орындық: іске асыру және орындау». Сигналды өңдеу жүйелерінің журналы. 57 (3): 305–320. дои:10.1007 / s11265-008-0307-2. ISSN  1939-8115.