Датчик деформации на основе углеродных нанотрубок для мониторинга технического состояния конструкций

Для создания пьезорезистивного датчика деформации, предназначенного для мониторинга технического состояния конструкций, был использован полимерный материал на основе углеродных нанотрубок. Полимер улучшает межфазное сцепление между нанотрубками. Предыдущие датчики на основе бумажного материала из одностенных углеродных нанотрубок давали искажённые измерения деформации, поскольку силы ван-дер-ваальсового притяжения допускали осевое проскальзывание гладких поверхностей нанотрубок. В полимерном датчике используются более крупные многостенные углеродные нанотрубки, которые улучшают передачу деформации, воспроизводимость и линейность датчика. Электрическая модель датчика деформации на основе нанотрубок была получена на основе спектроскопии электрохимического импеданса и испытаний на деформацию. Модель полезна для проектирования сенсорных систем на основе нанотрубок. За счёт увеличения длины датчика был разработан биомиметический искусственный нейрон. Этот нейрон представляет собой длинный непрерывный датчик деформации, который отличается низкой стоимостью, простотой установки и малой массой. Нейрон обладает низкой полосой пропускания и достаточной чувствительностью к деформации. Нейронный датчик особенно полезен для обнаружения больших деформаций и трещинообразования и позволяет сократить число каналов сбора данных, необходимых для мониторинга технического состояния крупных конструкций.