碳带传感器 精确，廉价的纳米级的碳带传感器是测量流量的新方法

精确，廉价的纳米级的碳带传感器是测量流量的新方法

普林斯顿大学的研究人员使用比人类头发细许多倍的织带，开发出了一种高灵敏度的流量计，该流量计价格低廉，在大规模的商业和工业应用中非常有用。

Marcus Hultmark和三位博士学位 他 实验室中的学生正在水中测试高分辨率的温度传感器，他们先前已经开发出这种传感器并成功地将其用于空气中的测量。在进行测量时，克莱顿·拜尔斯（Clayton Byers）发现该传感器正在提供相反的结果：温暖记录为寒冷，反之亦然。与Hultmark一起，研究生Byers，Matt Fu和Fanyuyang开始分析实际情况。团队意识到他们正在测量流体速度时感到失望，这使人们发现了流体速度，这通常比温度更难测量，并且具有巨大的商业潜力。

事实证明，新型传感器可以以不同于所有可用传感器的方式确定流速。团队花了一年多的时间才对他们被称为弹性长丝测速（EFV）的技术（现在已获得专利的技术）进行解密，并且四人组建了一家公司，将该技术开发为更广泛可用的产品。传感器对小流量极为敏感，其简单性使制造过程具有很高的可扩展性和成本效益。这两个属性将允许大规模的商业和工业应用，包括化学制造，提炼以及制药制造和交付。该研究小组还致力于使该技术适应进一步的用途，例如在剂量控制至关重要的情况下，向注射器状装置中的患者给药。

弹性长丝测速（EFV）是一种用于测量流体速度的高度灵敏的技术。正在申请专利的传感技术依赖于固定在两端的独立式导电纳米带。由于纳米带的控制尺寸约为微米，因此作用在其上的力主要由粘度决定。来自通过的流体流的粘性阻力拉长了金属丝，可以通过应变仪效应测量为电阻变化。对于给定的导线和流体，流速可以直接与导线的阻力相关。

为了测量流量，EFV使用了纳米级的碳带，它们是跨越两个锚定点（如吊桥）的超细长丝。该团队最初使用长度为300微米，宽度为2至3微米，厚度为100纳米的材料进行工作（因此，如果将1000个这样的纳米带彼此叠放，则其高度将与一束头发相同）。当流动的流体撞击纳米带时，它会拉伸纳米带，并且拉伸会改变纳米带的电性能。研究人员能够使用微小的电阻变化来测量流量，方法是通过在其中流过少量电流来检测流量，从而准确地确定流量。

Hultmark说，尤里卡时刻到来了，这是因为研究人员意识到，由于纳米级尺寸，纳米带"不充当弯曲束，而是充当伸展带，更像是橡皮筋。"

霍尔特马克说："这在测量力的方式上有很大的不同，尤其是在最低流速下。"

普林斯顿已提交了与此技术相关的专利组合。这项名为发明人Hultmark，Byers，Fan和Fu的主要专利已于2020年1月在美国获得完全授权，并于最近在中国获得授权，并且正在欧洲和印度进行申请。

"通常，获得纳米技术专利非常具有挑战性，因为您不能接受可以大规模生产且只能缩小尺寸的产品。您将不会因此获得专利，"霍尔特马克说。"但是，在这里，只有在小型化的情况下，才有可能无法大规模使用某些东西。这就是我们在专利中所利用的。"

该技术的一个优点是可以在非常低的流量下使用，并且可以用于任何流体。"您可以将其放入蜂蜜，水中，空气中，并且同一传感器在所有传感器中都表现出色。最重要的是，由于机械性能，您可以根据自己的应用情况对其进行很好的调整。" Hultmark说。

用于水和空气测量的原型传感器中的纳米带

Hultmark表示，EFV传感器的小巧轻便的传感元件仅需花费一美元的几分之一，比目前的低流量，价格高达10,000美元的技术要便宜几个数量级。

该团队专注于需要许多传感器的工业自动化应用和最终用户消费产品，从而使这种廉价的传感器具有吸引力。可能包括用于家庭注射的医疗设备，或同时处理许多液体的过程中的工业自动化。

碳带的结构

概述 碳带是一种非常重要的打印耗材，是在聚脂薄膜的一面涂上蜡基、树脂基或混合油墨，在没有油墨的一面涂上润滑剂以防止打印头磨损，碳带上的油墨在条码打印机打印头的热量和压力作用下，对应的文字和条形码等信息转移到标签上。碳带的好坏除了影响打印头的寿命还关系到标签打印的效果。好的碳带，能够保护打印头，打印的效果可以准确的附着在标签上面，不容易扩散，也不容易脱落。

碳带的结构 碳带基本上是由前引带、原带、后引带、轴芯构成的。

前引带

前引带有如下几种功能：

1、易于使用：方便于将碳带上到打印机上

2、产品标识：可以印上产品名称，公司名称和商标等，用于市场推广和推销。

3、保护作用：用来保护碳带。

原带

1、原带一般由五层组成，顶涂层，油墨层，内涂层，带基和背涂层。

2、油墨层 ：是最主要的，用来打印并决定碳带的使用特性，如抗化学腐蚀和防磨擦等。

3、内涂层 ：主要用来使打印的表面平滑，并使油墨从带基释放的一致性。

4、带基 ：是其它各层的载体，并决定热传导的性能。

5、顶涂层 ：主要是用来提高油墨在标签上的附着力，增强环境的抵抗力。

6、背涂层 ：简单地说是涂在碳带背面的一层特殊涂层，它的作用主要是减少打印头磨损；减少静电产生和加强热传导。

后引带

一般来讲是起一个警示作用，让打印机感应到碳带结束，打印机的不同决定了不同的后引带，主要有三种：

1、 镀铝（银色）：主要针对反射型传感器，反射光表示碳带结束。

2、透明：用于透射式传感器，允许光透过表示碳带用完。

3、用于机械方式传感，打印机感应张力的变化表示碳带用完。

轴芯

碳带的轴芯常见的有纸质和塑料两种，主要要求是不能变形和在打印时不能滑动。

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