【摘要】：本文發(fā)展一種用于飛行器表面氣動壓力測量的柔性微流體傳感器,它由帶有空腔的柔性材料、導(dǎo)電液體、電極三個部分組成,能夠?qū)︼w行器結(jié)構(gòu)在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和飛行過程中的表面氣動壓力進(jìn)行測量。由于具有小尺寸、可承受較大形變、測量系統(tǒng)簡單、以及高靈敏度等優(yōu)異特性,該傳感器將為未來可變形飛行器表面的傳感器網(wǎng)絡(luò)化并減少傳感器自身存在對測量行為的影響提供基礎(chǔ),最終實(shí)現(xiàn)改善飛行性能。本文在既有的微流體傳感器的設(shè)計過程中,創(chuàng)新地加入對導(dǎo)電液體與柔性基底之間毛細(xì)管力的利用以及增加傳感器柔性材料內(nèi)部“主流道-分流道”設(shè)計后,提高傳感器電阻輸出的百分比變化量。本文通過軟光刻技術(shù)和結(jié)構(gòu)上的設(shè)計以及不同材料的選擇,最終實(shí)現(xiàn)了傳感器的制造,并在不同氣體壓力下進(jìn)行了測試。本文中的柔性微流體壓力傳感器在270kPa左右的氣體壓力下,初始電阻百分比變化量可達(dá)25%;傳感器厚度為0.75mm且易于實(shí)現(xiàn)與曲面的貼合和承受較大的形變。雖然傳感器在低壓表現(xiàn)較弱且遲滯較大,但是在實(shí)現(xiàn)的過程中,對約束微流體,以及基底中微流體在外界壓力下的變形等可能遇見的問題,以及傳感器的小型化與網(wǎng)絡(luò)化的解決提供了一定的參考。
【圖文】：

在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校枰獪y壓點(diǎn)的位置上，通過測壓帶上或通過沿垂直于壁逡逑面的方向不大于２ｍｍ的測壓孔經(jīng)過壓力導(dǎo)管與壓力計或壓力傳感器相聯(lián)進(jìn)行測逡逑量如圖１．１。可是數(shù)據(jù)處理會因稍為龐雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而相對繁瑣，并且其打孔過逡逑程對模型產(chǎn)生較大的破壞，，因此只能適用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。測壓帶法優(yōu)點(diǎn)在于加裝測逡逑壓帶后翼剖面的形狀可以與原剖面的形狀幾何較為相似，不會過大的破壞既有逡逑流場的同時，對試驗(yàn)件損壞最小、易恢復(fù)而且易實(shí)施；缺點(diǎn)是在飛行使用時，需逡逑要的維護(hù)需要的工作量過大。直接打孔法的優(yōu)點(diǎn)是誤差��；缺點(diǎn)是會對試件的結(jié)逡逑構(gòu)造成較大損傷，難以恢復(fù)，而且成本較高工作量較大。逡逑４逡逑

圖１．２風(fēng)洞光學(xué)壓力測量試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖逡逑
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2660871