[发明专利]一种仿生侧线流传感器

说明书

本发明公开一种仿生侧线流传感器，包括：胶质顶、传感器壳体以及聚偏氟乙烯压电薄膜；胶质顶包括胶质顶顶部和第一圆柱体，胶质顶顶部位于第一圆柱体上，胶质顶顶部的底面积小于第一圆柱体底面的底面积；第一圆柱体的底部开设有第一凹槽，胶质顶的底部开设有第二凹槽，第二凹槽的底面积小于第一凹槽的底面积，第一凹槽与第二凹槽连通；传感器壳体包括第二圆柱壳体和凸起，凸起设置在第二圆柱壳体的顶面上，凸起的尺寸和第一凹槽的尺寸相互匹配，使传感器壳体与胶质顶固定连接；聚偏氟乙烯压电薄膜的一端插入凸起内，聚偏氟乙烯压电薄膜的另一端插入第二凹槽内。本发明中的传感器一体化设计，安装方便，结构更加接近鱼类的侧线感知单元。

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种仿生侧线流传感器。

背景技术

海流传感器根据原理可以分为机械旋桨式、电磁式、声学式以及光学式，典型的测量仪器如厄克曼海流计，美国Interocean生产的S4型电磁海流计，Falmouth Scientific公司的2-D型时差式声学海流计，挪威的安德莱海流计RCM-9(多谱勒式声学海流计)以及声学多谱勒海流剖面仪,粒子成像速度计PIV等等。这些测量计既有各自的优点，也存在着一定的不足，比如声学传感器会受到海水温度，盐度，悬浮颗粒，声学散射以及多径传播等的影响，而导致精度下降；光学传感器精度会受到海水浑浊度的影响。此外，上述传感器无法形成分布式传感器阵列。

目前,已有仿生侧线传感器的信号感知结构，多数由纤毛受力杆，应变梁，形变测量三个部分组成，感受流作用的单元一般采用受力杆，而鱼类测线感受器的基本单元为神经丘，其生物学结构为一个胶质顶，形状为翼型结构。可见，已有的仿生侧线传感器结构与实际的鱼类侧线的生物学结构仍略有差异。本发明在分析鱼类侧线器官基本感知单元-神经丘结构的基础上，采用了类似鱼类的胶质顶的结构形式，同时利用PVDF薄膜的压电效应和质地柔软等特性，直接将PVDF通过灌装的方式安装在翼型胶质顶内部，实现了一体化设计，具有结构简单，安装方便，结构上也更加接近鱼类的侧线感知单元-神经丘等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体化设计，安装方便，结构更加接近鱼类的侧线感知单元-神经丘的仿生侧线流传感器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种仿生侧线流传感器，所述传感器包括：胶质顶、传感器壳体以及聚偏氟乙烯压电薄膜；

所述胶质顶包括胶质顶顶部和第一圆柱体，所述胶质顶顶部位于所述第一圆柱体上，所述胶质顶顶部的底面积小于所述第一圆柱体底面的底面积；且所述第一圆柱体的底部开设有第一凹槽，所述胶质顶的底部开设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面积小于所述第一凹槽的底面积，所述第一凹槽与所述第二凹槽连通；

所述传感器壳体包括第二圆柱壳体和凸起，所述凸起设置在所述第二圆柱壳体的顶面上，所述凸起的尺寸和所述第一凹槽的尺寸相互匹配，使所述传感器壳体与所述胶质顶固定连接；

所述聚偏氟乙烯压电薄膜的一端插入所述凸起内，所述聚偏氟乙烯压电薄膜的另一端插入所述第二凹槽内。

可选的，所述胶质顶顶部的横截面为由下到上半径依次减小的圆形，所述胶质顶顶部底面的圆形半径小于所述第一圆柱体的底面半径，所述胶质顶顶部的底面与所述第一圆柱体的顶面接触连接。

可选的，所述聚偏氟乙烯压电薄膜与所述胶质顶之间填充有聚四氟乙烯。

可选的，所述聚偏氟乙烯压电薄膜与所述第二圆柱壳体以及所述凸起之间填充有环氧树脂。

可选的，所述聚偏氟乙烯压电薄膜插入所述凸起的一端设置有导线和引脚。

可选的，所述第一圆柱体上开设有螺纹孔，所述第一圆柱体通过螺钉与所述螺纹孔与所述传感器壳体连接。

可选的，所述胶质顶采用丁晴橡胶材料。