一种水下压差传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水下压差传感器及制备方法。该传感器包括管道单元和位于管道单元内部的柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；柔性悬臂梁一端与管道单元固定连接，另一端悬空；压差传感单元贴于柔性悬臂梁的表面；变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；加热金属电极贴于柔性悬臂梁的悬空端的一侧，水凝胶柱状体固定在柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为柔性悬臂梁的振动；压差传感单元用于将柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；加热金属电极用于产生不同温度的热量；水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性。本发明专利技术能够实现水下流场环境中压差的变灵敏度检测。

【技术实现步骤摘要】
一种水下压差传感器及制备方法
本专利技术涉及水下流场参数测量
，特别是涉及一种水下压差传感器及制备方法。
技术介绍
高性能的近场流场传感器对自主式水下无人航行器具有重要意义，能协助其实现高隐蔽、低噪音的环境探测，提供实时、精密的姿态测量与控制，实现自主巡航与自主避障，甚至能检测与利用洋流，减少能量消耗，提高连续工作能力，在军事和民用上具有重要应用前景。图1为鱼类侧线系统结构示意图。参见图1，侧线是鱼类和水生两栖类的感觉器官，根据分布位置的不同可以分为体表侧线与管道侧线。其中管道侧线位于体侧皮肤的下面，管道通过管道孔与外界连通，管道神经丘置于管道内部，用于感知管道孔之间的压力差。图2为鱼类神经丘高度不一致现象示意图。参见图2，研究表明，侧线的神经丘结构沿体长方向高度不同，这一现象使得侧线器官具有不同的灵敏度，进而满足不同的水力环境感知需求。基于侧线的感知作用，现有技术中出现大量仿鱼类侧线的水下流场参数测量传感器。但现有技术中的流场参数测量传感器中无法实现变灵敏度检测。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种水下压差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下压差传感器，其特征在于，包括管道单元、柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；所述管道单元为至少具有两个连通至外部的通孔的管道；所述柔性悬臂梁、所述压差传感单元和所述变灵敏度单元均位于所述管道单元内部；所述柔性悬臂梁一端与所述管道单元固定连接，另一端悬空；所述压差传感单元贴于所述柔性悬臂梁的表面；/n所述变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；所述加热金属电极贴于所述柔性悬臂梁的悬空端的一侧，所述水凝胶柱状体固定在所述柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；/n所述柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为所述柔性悬臂梁的振动；所述压差传感单元用于将所述柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；...

【技术特征摘要】
1.一种水下压差传感器，其特征在于，包括管道单元、柔性悬臂梁、压差传感单元和变灵敏度单元；所述管道单元为至少具有两个连通至外部的通孔的管道；所述柔性悬臂梁、所述压差传感单元和所述变灵敏度单元均位于所述管道单元内部；所述柔性悬臂梁一端与所述管道单元固定连接，另一端悬空；所述压差传感单元贴于所述柔性悬臂梁的表面；
所述变灵敏度单元包括加热金属电极和水凝胶柱状体；所述加热金属电极贴于所述柔性悬臂梁的悬空端的一侧，所述水凝胶柱状体固定在所述柔性悬臂梁的悬空端的另一侧；
所述柔性悬臂梁用于将管道单元的通孔之间的压差转变为所述柔性悬臂梁的振动；所述压差传感单元用于将所述柔性悬臂梁的振动转变为压电信号；所述加热金属电极用于产生不同温度的热量；所述水凝胶柱状体具有体积随温度变化的特性。


2.根据权利要求1所述的水下压差传感器，其特征在于，所述管道单元的内部侧壁上设置有凹槽；所述凹槽位于所述管道单元的通孔之间；所述柔性悬臂梁与所述管道单元固定的一端连接在所述凹槽的侧壁上，另一端悬空在所述凹槽上；所述柔性悬臂梁的延伸方向与所述管道单元的轴向方向平行。


3.根据权利要求2所述的水下压差传感器，其特征在于，所述压差传感单元包括压电传感薄膜和压电金属电极；所述压电传感薄膜贴合于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述压电金属电极分布于所述压电传感薄膜的两侧且位于所述压电传感薄膜的靠近所述柔性悬臂梁的固定端的一端。


4.根据权利要求2所述的水下压差传感器，其特征在于，所述加热金属电极位于所述柔性悬臂梁的正对所述凹槽的一侧；所述水凝胶柱状体位于所述柔性悬臂梁的背对所述凹槽的一侧。


5.根据权利要求1所述的水下压差传感器，其特征在于，所述水凝胶柱状体采...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋永刚，王宁康，张德远，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11