עבודה זו מציגה חיישן מדידה של מתח המורכב של מנגנון הגברה ומיקרוסקופ polydiמתיל siloxane מיוצר באמצעות מדפסת תלת-ממד משופרת.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
במאמר זה
סיכום
תקציר
חיישן מדידה המסורתית צריך להיות מחושמל והוא פגיע הפרעה אלקטרומגנטית. כדי לפתור את התנודות באות החשמל האנלוגי בפעולת מד הזנים המסורתית, מוצגת כאן שיטת מדידה חדשה למדידת זנים. היא משתמשת בטכניקת צילום כדי להציג את שינוי המתח על-ידי הגברה של השינוי של התזוזה של המצביע של המנגנון. ויזואלית polydiמתיל siloxane (PDMS) עדשה עם אורך מוקד של 7.16 mm נוספה למצלמת הטלפון החכם כדי ליצור קבוצה עדשה מתנהג כמיקרוסקופ ללכוד תמונות. היה לו אורך מוקד שווה ערך של 5.74 מ"מ. מגברי אקרילוניטריל (ABS) ומגברים ניילון שימשו כדי לבחון את ההשפעה של חומרים שונים על ביצועי החיישן. הייצור של מגברים ו-PDMS עדשה מבוססת על טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית משופרת. הנתונים שהושגו הושוו עם התוצאות מניתוח האלמנטים הסופיים כדי לאמת את חוקיותן. הרגישות של מגבר ABS היה 36.03 ± 1.34 με/μm, ואת הרגישות של מגבר ניילון היה 36.55 ± 0.53 με/μm.
מבוא
השגת חומרים קלים אך חזקים במיוחד בתעשייה המודרנית. מאפייני החומרים מושפעים כאשר הם חשופים לחץ, לחץ, פיתול, וכיפוף רטטבמהלךהשימוש 1,2. לפיכך, מדידת המתח של חומרים חשוב לנתח את העמידות שלהם ולפתור שימוש. מדידות אלה מאפשרות למהנדסים לנתח את עמידות החומרים ולפתור בעיות בייצור. המדידה השכיחה ביותר שיטת מדידה בתעשייה משתמשת חיישנים זן3. חיישני רדיד מסורתיים נמצאים בשימוש נרחב בשל עלותו הנמוכה ואמינות טובה4. הם מודדים את השינויים אותות חשמליים ולהמיר אותם אותות פלט שונים5,6. עם זאת, שיטה זו משאירה את הפרטים של פ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הרכבת של מנגנון הגברה
- לבנות פלטפורמה ניסיונית כולל מדפסת תלת-ממד משופרת, מד מתח מחוון, התקן נהיגה, מסגרת תמיכה, בר אלומיניום, עדשה PDMS, טלפון חכם, משקולות, מגבר מודפס (משלים איור 1), מד זן, כפי שמוצג באיור 1.
- הגדר את הגובה של כל שכבה במדפסת ב 0.05 מ"מ עבור ניילון ו 0.2 mm עבור ABS. הגדר את קוטר ראש ההדפסה ל 0.2 מ"מ בשני המקרים. הגדר את טמפרטורת הזרבובית עד 220 ° צ' עבור ניילון ו 100 ° c עבור ABS. לבסוף, להגדיר את מהירות ההדפסה ל 2,000 mm/min עבור ניילון ו 3,500 mm/min עבור ABS.
- להתאים את הכיוון של הראש ההבלטה כדורי כך זרבובית המתכת פונה לפלטפורמה בטמפרטורה נמוכה ולהדפיס מתאר כדי להבטיח שח....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
כאשר טמפרטורת הפלטפורמה גדלה, קוטר ה-droplet והעקמומיות הצטמצמה, ואילו זווית המגע גברה (איור 3). לפיכך, אורך המוקד של ה-PDMS עלה. עם זאת, עבור טמפרטורות פלטפורמה מעל 220 ° c, זמן ריפוי קצר מאוד נצפתה בטיפות, והם לא יכלו להאריך לתוך צורה קמורה מטוס. זה יכול להיות מיוחס לאזור ההחזקה הנמוכה בעת שמירה על מצלמת הטלפון החכם. לכן, רק עדשות רכות שנוצרו ב-220 ° c שימשו כמגהרים בכל הבדיקות. אורך המוקד של העדשה PDMS היה 7.16 מ"מ עבור כוח אופטי של 140 m-1. קוטר ה-droplet היה 2.831 מ"מ וזווית .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
העקירה פלט התפתחו בצורה קווית עם הכוח מרוכז בקצה החופשי של קרן הזיז והיה עקבי עם הסימולציות המציעות. הרגישות של מגברים היה 36.55 ± 0.53 με/μm עבור ניילון 36.03 ± 1.34 με/μm עבור ABS. רגישות יציבה אישר את הכדאיות ואת האפקטיביות של אבי טיפוס מהירה של חיישנים בדיוק גבוהה באמצעות הדפסה תלת-ממדית. הגברים היו בעלי רגישות גבוהה והיו חופשיים מהפרעות אלקטרומגנטיות. בנוסף, היה להם מבנה פשוט, נפח קטן, ומשקל נמוך. יש להגדיר חומרים שונים באופן שונה בתהליך ההדפסה בהתבסס על משתנים מרובים, כולל עובי השכבה, קוטר החרירים וקצב ההזנה. הערכי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אינם מצהירים על אינטרסים סותרים.
תודות
עבודה זו היתה נתמכת כספית על ידי הקרן הלאומית למדע של סין (גרנט No. 51805009).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מוצרי חשמל מפלסטיק ABS | Hengli dejian | משמש להדפסת חוט בקוטר 1.75 מ"מ למנגנון הגברה | |
| אלומיניום 6063 T83 בר | האורך, הרוחב והעובי של קרן השלוחה הם 380 מ"מ, 51 מ"מ ו-3.8 מ"מ. | ||
| ANSYS | ANSYS | ANSYS 14.5 | |
| CURA | Ultimaker | Cura 3.0 | חיתוך softare, תוך שימוש עם סוכן הריפוי המשופר של מדפסת התלת מימד |
| Dow Corning | PDMS וחומר ריפוי מעורבבים עם יחס המשקל של 10:1 | ||
| מכשיר נהיגה | Xinmingtian | E00 | |
| מדפסת תלת מימד משופרת ואביזרים | נוצר בעצמי. פלטפורמת ההרמה הכדורית הסיבובית מאומצת. פלטפורמת ההרמה הכדורית מצוידת בזרבובית ופיפטה, הניתנת להחלפה ולהדפסה בחופשיות. עם פלטפורמת הדפסה סיבובית, ניתן לשלוט באופן חופשי על טמפרטורת הפלטפורמה. | ||
| אייפון 6 | Apple | MG4A2CH/A | חיישן 8 מגה-פיקסל ומרחק המיקוד המקביל הוא 29 מ"מ |
| מערבל Magenetic | SCILOGEX | MS-H280-Pro | |
| ניילון | Hengli dejian פלסטיק מוצרי חשמל במפעל | משמש להדפסת חוט בקוטר 1.75 מ"מ למנגנון הגברה | |
| PDMS | Dow Corning | SYLGARDDC184 | לאחר חימום והתקשות התערובת הצמיגה, ניתן לשלב אותה עם מכשיר הגברת העדשות של הטלפון הנייד לרכישת תמונה. |
| מנתח צורות | Gltech | SURFIEW 4000 | |
| Solidworks | Dassault Systems | Solidworks 2017 | סיוע למידול |
| מד מתח VISHAY | Vishay | משמש למדידת המתח המיוצר בניסוי. | |
| אינדיקטור מד מתח VISHAY | רכישת נתוני מתח | Vishay |
מקורות
- Laramore, D., Walter, W., Bahadori, A. Design of a micro-nuclear-mechanical system for strain measurement. Radiation Physics and Chemistry. 155 (8), 209-212 (2019).
- Hu, D., Song, B., Dang, L., Zhang, Z. Eff....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
