传感器划线 薄膜厚度在线检测及控制技术

薄膜厚度在线检测及控制技术

对于薄膜厚度的准确测量，取决于使用什么样的厚度传感器，目前在线薄膜厚度的检测技术主要有几种方式：

1、贝它探头 ，是最早用于薄膜检测的传感器，使用贝它放射源作为信号源，技术成熟。但是需要办理放射源使用许可证，进出口手续比较复杂。有半衰期的使用年限限制，且检测精度会随着放射源的衰减而降低。

2、红外探头 ，利用特定红外线波段在特定的塑料薄膜中被强烈吸收的原理测量薄膜的厚度。该传感器检测稳定，不受坏境变化影响，但对添加剂及颜色的变化敏感，在同一生产线上要生产多种产品不能适应。

3、X线探头 ，利用X线管通电产生X线作为信号源来检测塑料薄膜的厚度。有诸多优点：飞放射性物质；低能量无需使用许可证；测量范围广；测量精度高；各种塑料都可测量，不受添加剂和色母料的影响。

薄膜均匀性主要决定于三个方面 ：

1、 生产线工艺状况及设备自身的稳定性。这取决于组成生产线的各主要部件的品质和给部分是否准确配合、协调运行，以及是否合适的生产工艺条件。

2、 对薄膜厚度准确的检测。只有准确的检测，才能真实的反应实际厚度的变化。

3、 准确，有效，稳定的剖面调节控制。薄膜从模头流出到现成的薄膜过程中会有一定的拉伸，螺栓的位置会发生变化，特别是对于双向拉伸薄膜，怎样把拉伸后的薄膜区域准确地对应到相应的模头螺栓并进行有效的调节特别重要。

随着薄膜生产线技术的不断提高，生产线的速度都越来越快、产品的幅度也越来越宽，对厚度均匀性调控的要求也越来越高，手动调整螺栓的速度，准确度无法满足生产要求。配置螺栓控制系统最重要的目的是要把测量的厚度剖面面准确对应到模头螺栓的位置上。

测厚仪对应螺栓的方法主要有：

1、 在不同螺栓处划线做记号，然后在测厚仪扫描架上找到对应的地方，以确定螺栓的位置。由于实际生产时的速度会发生变化，薄膜的收缩量会有不同，或者由于生产薄膜宽幅的不同模头螺栓的位置都会有变化，实现准确控制薄膜剖面的均匀。

2、 利用X线探头对薄膜从边到边的准确扫描，每次扫描之后都会根据新的计算结果对螺栓位置进行自动跟踪。这样就可以在生产线速度变化或产品宽度变化的情况下自动对应模头螺栓的位置，实现准确控制薄膜剖面的均匀。

3、 对于双向拉伸膜生产线，根据单位时间通过铸片和薄膜测厚仪的质量是相等的原理，配备前后两台测厚仪，利用上述第2种自动对位方法，确定每个螺栓的位置并计算出各螺栓区域的平均厚度对相应螺栓进行调控。

该模头螺栓对应系统，真正实现了连续、稳定且无需人为干预，无参数设置的全自动模头螺栓对位，使薄膜的均匀性和膜卷的平整度达到最佳。是最先进的双向拉伸膜剖面控制方式。

东南大学：基于转移激光划线石墨烯的耐用且可渗透的应变传感器

成果简介

激光刻划石墨烯 (LSG) 具有可编程图案和优异的电子特性，引起了相当多的关注，并已被广泛研究用于各种可穿戴电子产品。然而，其易剥离、拉伸性弱等特点阻碍了其进一步的工业应用。本文，东南大学Jianlong Hong,（第一作者）与吴俊副教授（通讯作者）等研究人员在《ADVANCED MATERIALS INTERFACES》期刊 发表名为“Transferred Laser-Scribed Graphene-Based Durable and Permeable Strain Sensor”的论文，研究通过使用转移技术和化妆品鼻贴膜的脱水特性，展示了一种耐用、可生物降解、可贴合皮肤的基于 LSG 的应变传感器，该产品为无污染和对皮肤无伤害的柔性基材 。

该传感器表现出相对较高的应变系数超过1200的灵敏度，超过70%的大拉伸范围和经过5000次循环测试后稳定的压阻响应。它具有优异的耐用性，在砂纸摩擦和刮擦后仍能保持稳定的阻力，以及可在几分钟内完全溶解的生物降解性。一系列人机交互应用，如音乐手套，已经被提出来证明传感器的可用性和汗水渗透性。传感器的环保特性和可印刷的制造工艺揭示了大规模制备柔性应变传感器的可能性。

图文导读

图1、传感器的制作过程

图2、转移激光刻划石墨烯传感器的性能。

图3、传感器的耐久性探索实验

图4、人机交互图示

图5、TLSGs 的生物降解性和湿度对 TLSGs 的影响

小结

总而言之，这里展示了一种耐用、可生物降解、适合皮肤的 LSG 传感器。使用LSG图案，传感器可以达到1200以上的相对较高的应变系数，并且可以通过改变图案来调整其电子特性。TLSGs 以商业化妆配件为基材，因此继承了生物降解性和皮肤贴合性，同时保持了超过 70% 的大拉伸范围。此外，制造传感器的过程是环保且无害的。值得注意的是，该传感器可以保持稳定的摩擦性能，并直接应用于这里的一系列应用。在实际实验中应用30分钟，传感器可以保持规律的响应，并表现出优异的透汗性。

https://doi.org/10.1002/admi.202100625

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