仪器仪表学报

作者：周 燕，邓 剑，李顺江，闫相如，刘 宏

单位：周 燕,1. 云南大学 信息学院,,邓 剑,1. 云南大学 信息学院,,李顺江,2. 云南兆讯科技有限责任公司,,闫相如,1. 云南大学 信息学院,,刘 宏,3. 云南大学 地球科学学院,

关键词：PVDF压电薄膜;洞穴滴水传感器;信号处理电路;嵌入式控制系统

基金：国家自然科学基金(41371040,41571010)项目资助

精准了解洞穴滴水水文特征是研究喀斯特包气带地下水渗透过程的基础。为了连续准确获取滴水信息,本文研究设计了一个喀斯特溶洞洞顶滴水传感器以满足喀斯特水文地质研究中的需要。研究选择压电感应方式及PVDF压电薄膜作为感应材料,心音传感器作为感应元件。通过对扩充感应面的结构设计进行响应性原理分析,验证了三层设计会相互干涉,产生叠加信号并取得较好的感应效果。确定了顶层感应面材料和中间层材料。经过实验室模拟和洞穴实地观测,设计了传感器内部精准尺寸。信号处理电路和嵌入式系统软硬件的研发,实现了对传感器的长时间监测和记录。洞穴实地数据记录分析表明该传感器感应高度≥20cm,最快速率10滴/s,具精准、稳定、防水的优点适用于洞穴高湿度环境中并满足相关研究工作的需要。

来源：2021年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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