理大發明噴塗傳感器 附曲面探測路軌裂縫

理大發明噴塗傳感器附曲面探測路軌裂縫

[2017.07.06] 發表

【明報專訊】理工大學研究團隊研發可噴塗傳感器網絡技術，以噴塗方式安裝納米複合材料傳感器，其重量極輕，成本低，更可以噴於彎曲表面，用以檢測火車軌裂縫等。

新傳感器如薄膠片成本僅4元

傳統超聲波傳感器由壓電材料製，一般昂貴且體積較大，每個成本十多美元至數百美元不等，重約數克，難以構成大型傳感器網絡，因此只能帶來有限數據。理大機械工程學系教授蘇眾慶領導的研究團隊，以碳黑、二維石墨烯及聚偏二氟乙烯混合成新的納米複合材料，製成可噴塗的納米複合材料傳感器，一個可噴塗的納米複合材料傳感器的成本僅0.5美元(港幣3.9元)，重0.04克，外觀與薄膠片無異。

蘇眾慶表示，多個噴製而成的納米複合材料傳感器及一個超聲波換能器，可組成一個傳感器網絡。傳感器會接收及量度超聲波換能器發出的超聲導波，如結構出現裂縫、有損壞，超聲導波的傳播會受干擾，出現特有的波散射現象，傳感器網絡會即記錄，配合團隊研發的一體化系統，能實時檢測及量化結構損壞。

不會明顯添重

蘇又稱，可噴塗的納米複合材料傳感器可量度靜止至900千赫茲的微小幅度超聲波信號，能檢測微細至一至兩毫米裂縫，響應頻率較現有納米複合材料傳感器高400多倍，且重量極輕、靈活，可廣泛用於彎曲或可移動的結構表面，不會帶來明顯負重。惟研究團隊指出，超聲波技術可檢測細微裂縫，但可檢測距離較短，一米內便需安裝數個傳感器，效能相對較低，因此並不適合用於檢測如港珠澳大橋等大型基建的結構。

可檢測距離較短

他相信，新技術可以相宜成本應用於檢測飛機、火車軌、人造衛星等須確保安全及可靠的結構，技術正在美國申請兩項專利，期望進一步測試，確保技術穩定後推出市場。