Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości mechaniczne i morfologia folii piezoelektrycznych na bazie kompozytów z polipropylenu

Chylińska M., Kaczmarek H., Królikowski B., Klimiec E.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 1 (175)

6

2

Charakterystyka struktury materiałów przeznaczonych do wytwarzania piezoelektrycznych kompozytów na osnowie polipropylenu

Kaczmarek H., Królikowski B., Klimiec E., Bajer D.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 7-8

539--547

PL

Potencjalnie piezoelektryczne kompozyty izotaktycznego polipropylenu (i-PP) napełnionego organofilizowanym montmorylonitem (MMT) otrzymano metodą wytłaczania bez dodatku kompatybilizatora. Krystaliczność wytworzonych materiałów badano za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), morfologię określano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), a właściwości mechaniczne oceniano na podstawie wytrzymałości na rozciąganie. Stwierdzono, że w kompozytach i-PP tworzy się struktura komórkowa i zwiększa się stopień krystaliczności osnowy polimerowej. Właściwości mechaniczne napełnionego montmorylonitem i-PP pogarszają się, ale zakres naprężeń, w którym jest spełnione prawo Hooke'a w wypadku kompozytów i-PP z dodatkiem 2,5 i 5 % mas. MMT jest podobny do zakresu odpowiadającego nienapełnionemu polipropylenowi.

EN

Composites based on isotactic polypropylene (i-PP) modified by organophilized montmorillonite (MMT) have been obtained, as potential piezoelectric materials, by extrusion without addition of compatibilizer. The crystallinity of these products has been studied using X-ray diffraction. The morphology and mechanical properties have been determined by SEM and tensile tests, respectively. The formation of cellular structure was observed in the i-PP composites. Also, they exhibit an increase in the degree of crystallinity of the PP matrix when compared to virgin polymer. The parameters characterizing the mechanical properties of montmorillonite-filled i-PP are decreased, but the range of stresses for which Hooke's law applies is similar for i-PP composites containing 2.5 and 5 wt % MMT as well as for neat PP.

3

System do badania rozkładu nacisku stopy na podłoże w warunkach naturalnych

Klimiec E., Zaraska K., Piekarski J., Guzdek P., Kołaszczyński G., Jasiewicz B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 8

108--114

PL

W artykule przedstawiono budowę systemu do pomiaru rozkładu nacisku stopy na podłoże przeprowadzanego w warunkach naturalnych, poza laboratorium chodu. Omówiono dobór materiału na czujniki, budowę wkładki pomiarowej oraz program do analizy danych. uzyskane wyniki przedstawiono pod kątem ich zastosowania w ortopedii, neurologii i schorzeniach układu krążenia. uzyskane informacje o pacjencie są wystarczające aby opracowany w ITE system pomiarowy znalazł zastosowanie w diagnostyce medycznej. Jest tani w porównaniu z innymi urządzeniami dostępnymi na rynku, co pozwoli na szersze rozpowszechnienie go i prowadzenie samokontroli przez pacjentów. Ponieważ dane przekazywane są drogą radiową może on znaleźć zastosowanie w telemedycynie. Może także być zastosowany w sporcie.

EN

This article presents construction of the system for investigating foot plantar pressure in natural conditions, outside the laboratory. Sensor component, construction of the measuring insole and data analysis software are described. Obtained results are presented in terms of use in orthopedics, neurology and cardio-vascular diseases. Collected data are sufficient for using developed by ITE system in medical diagnostics. Device is inexpensive compared to the other devices what can make it more widely available and give possibility of self-control by a patient. Because the data are transmitted wirelessly, system can be used in telemedicine and for assessment of sport training process.

4

Zastosowanie folii PVDF w czujnikach wad postawy : model napięciowy i ładunkowy

Klimiec E., Piekarski J., Zaraska W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 12

130-132

PL

W artykule omówiono badania czujników z piezoelektrycznej folii z polifluorku winylidenu (PVDF) pod kątem ich zastosowania w systemie do pomiaru rozkładu nacisku stopy na podłoże w warunkach dynamicznych. Pod względem wytrzymałości mechanicznej, folia ta dobrze znosi warunki jakie panują w bucie w trakcie chodzenia, natomiast wadą tego materiału w omawianym zastosowaniu jest wysoki współczynnik piroelektryczny dla podczerwieni. Chcąc zapewnić prawidłowość i powtarzalność pomiarów przeprowadzono badania układów pomiarowych, napięciowego i ładunkowego z układem zerującym, oraz ładunkowego z górnoprzepustowym filtrem RC o częstotliwości odcięcia 0,08 Hz. Do zastosowania w systemie pomiarowym wad postawy wybrano układ ładunkowy z filtrem, o czym zadecydowały jego cechy eksploatacyjne.

EN

The article presents the results of a research about application of the sensors made from PVDF piezoelectric film for measuring the dynamic foot pressure distribution. The material is durable and capable of withstanding extreme conditions prevailing in the shoe during walking, but the material has got a high infrared piroelectric coefficient, and it is a serious fault in described application. To ensure correctness and repeatability of the results, the tests were conducted on two devices - one based on voltage follower and second based on charge amplifier, both with resetting device. Thanks to the better results the latter one has been selected for measurement of postural defects. An RC filter with the cutoff frequency of 0.08 Hz was added to reduce effects of the piroelectric factors.

5

Dynamic research of foot pressure distribution : the four-points shoe insert with PVDF sensors

Klimiec E., Zaraska W., Kuczyński S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 1

25-27

EN

The man's movement possibilities depend on foot deformation. It can be estimated by foot pressure distribution investigations. Healthy foot is arched on internal side, what acts like shock absorber, softening jolts caused by walking. Largest values of pressure appear on heel and metatarsus. Insignificant values appears on medial arch, and its growth shows the foot extent deformation eg. flatfoot. Article presents measurement method of foot pressure on the ground by four-points shoe insole, developed by authors, which carl be placed in any sport footwear. The value of pressure was measured on heel, medial arch, metatarsus and hallux by recording values of generated voltage on sensors which were made of piezoelectric polymer PVDF thin film. Load resistance of measuring setup was 1014 Ω. Under the influence of mechanical strain, the sensor, which is made from piezoelectric polymer film with electrodes, acts like a self-charging capacitor. To conduct correct measurements, it is important to use restart circuit. Restart circuit ensures recovery to starting point after execution of each step, what prevents charge accumulation in capacitor and measurement results distortion.

PL

Możliwości ruchowe człowieka, w dużej mierze, zależą od stanu jego stopy. Ocenić go można, badając rozkład sil nacisku stopy na podłoże. Prawidłowo zbudowana stopa jest wysklepiona po wewnętrznej stronie, co działa jak amortyzator, łagodząc wstrząsy spowodowane chodzeniem. Największe wartości nacisku występują na pięcie i śródstopiu a nieznaczne na wklęśniętej części stopy, jego wzrost, świadczy o stopniu zdeformowania stopy np. przy płaskostopiu. W artykule omówiono sposób jego pomiaru przy pomocy opracowanej przez autorów czteropunktowej wkładki do obuwia, którą umieścić można w dowolnym obuwiu sportowym. Wielkość nacisku mierzono na pięcie, wklęśniętej części stopy, śródstopiu i dużym palcu, rejestrując napięcia wytworzone na czujnikach z piezoelektrycznej folii polimerowej z PVDF. Rezystancja obciążenia układu pomiarowego wynosiła 1014 Ω. Ponieważ czujnik pomiarowy z piezoelektrycznej folii polimerowej z elektrodami jest samoładującym się kondensatorem pod wpływem odkształceń mechanicznych a także wykazuje właściwości piroelektryczne, bardzo ważną rolę w prawidłowym przeprowadzeniu pomiarów, odgrywa układ zerujący. Zapewnia on powrót układu pomiarowego do punktu wyjścia po wykonaniu każdego kroku, zapobiegając zniekształceniu wyników pomiarowych.

6

Badania właściwości piezoelektrycznych folii z politereftalanu etylenu PET pod kątem jej zastosowania na sensory ściskania i rozciągania

Klimiec E., Zaraska W., Kuczyński Sz.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 10

68-71

PL

W artykule przedstawiono sposób polaryzacji i prowadzenia badań właściwości piezoelektrycznych folii z PET o grubości 100 μm dużej wytrzymałości mechanicznej i odporności chemicznej, pod kątem jej zastosowania na sensory ściskania i rozciągania. Trwałość otrzymanego elektretu badano za pomocą TSDC. Uzyskane wartości napięć piezoelektrycznych, a także długie czasy relaksacji wskazują, że badany materiał można zastosować na piezoelektryczne czujniki ściskania i rozciągania.

EN

Article presents polarization and piezoelectric properties investigation methods for 100� μm PET film, from a certain angle of its application as stretching and compresion sensors. This film has large mechanical strength and is chemically resistant. The durability of recived electret was investigated by TSDC method. Obtained piezoelectric voltage and relaxation time shows, that investigated material can be applied as piezoelectric stretching and compression sensors.

7

Wpływ kierunku mechanicznego odkształcenia folii PVDF na wartość sygnału elektrycznego

Klimiec E., Zaraska W., Kuczyński S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

72-75

PL

Badania wpłwu kierunku naprężenia działającego na próbkę, na wartość sygnału piezoelektrycznego, prowadzono na foliach z polifluorku winylidenu PVDF o grubości 28, 52 i 110 µm w trzech kierunkach: 33, 31, i 32. Ponieważ badania piezoelektrycznych folii nie są znormalizowane, prowadzono je na stanowisku pomiarowym, w skład którego wchodziły siłowniki własnej konstrukcji. Wartości napięcia piezoelektrycznego przy naprężeniach ściskających wynosiły do 3 V dla próbek o powierzchni 10 cm² przy naprężeniu 12 N/cm² Przy naprężeniach rozciągających w kierunku 31 wartości napięć dochodziły do 250 V z powierzchni 7 cm². Przy naprężeniach rozciągających w kierunku 32 wartości napięć były 6 razy mniejsze niż dla kierunku 31. Badania wykazały, że otrzymana wartość piezoelektrycznego napięcia przy rozciąganiu jest kilkadziesiąt razy większa, niż przy ściskaniu, dla próbek o zbliżonych wielkościach powierzchni elektrod. Wartość piezoelektrycznego sygnału była większa, dla folii o większej grubości.

EN

This paper presents investigation of acting stress direction to the piezoelectric signal value of the polyvinylidene fluoride PVDF film sample with 28, 52 and 110 µm thickness in three directions: 33, 31 and 32. Because the investigations of piezoelectric films are not standardize, investigations were conducted on measuring positions in composition with own construction actuators. For stress in 33 direction, piezoelectric voltage value was up to 3V for samples with 10 cm² surface and acting stress 12 N/cm². For tension stress in 31 direction, piezoelectric voltage value was up to 250 V for samples with 7 cm². For tension stress in 32 direction, piezoelectric voltage value was 6 times smaller than voltge value in 31 direction. Investigations showed that the obtained values of piezoelectric voltage for streatched film is a few dozen times bigger than for compression for samples with similar electrodes surface. The value of piezoelectric signal was bigger for thicker film samples.

8

Piezopolimerowy generator mikromocy – analiza napięć w różnych konstrukcjach urządzenia

Klimiec E., Zaraska K., Zaraska W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 11

171-174

PL

Energię mechaniczną pochodzącą z chodzenia przetwarzano na energię elektryczną za pomocą piezopolietylenu o grubości 40 [mikro]m, umieszczonego we wkładce do obuwia. W artykule przeanalizowano zależność napięcia i uzyskanej mocy a także udział składowych harmonicznych w widmie mocy od konstrukcji generatora. Wprowadzenie elementu sprężynującego do konstrukcji wkładki pozwoliło na 30 krotne zwiększenie wartości mocy uzyskanej z folii tego samego materiału piezoelektrycznego.

EN

Mechanical energy from walking was converted into electrical energy using a 40 [mikro]m piezopolyethyene layer, placed inside a shoe insole. We analyze the relationship between the generator layout and obtained power, voltage and harmonic content of the generated signal. We find that placing an additional spring element inside the insole allows us to increase the generated power by a factor of 30, for the same piezoelectric material.

9

Electroactive polymers : harvesting energy from walking

Klimiec E., Zaraska W., Gąsiorowski K., Sadowski T., Pajda M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 2

68-71

EN

Piezoelectric polymers film materiał allows for the conversion of mechanical energy applied to the materiał into electrical energy that can be used for supplying energy to electronic devices. While this method does not allow obtaining large useful power, recent advances in electronic technology, in particular wide availability of submicron low-power CMOS processes, have madę feasible the idea of using EAPs as power converters for human powered electronics. This concept allows to overcome the necessity of using battery as a power source, which is one of the main obstacles to widespread adoption of wearable computing devices. Of particular interest is harvesting energy from walking, which can be achieved by using an EAP shoe insole. This is presented in this paper. Maximum power has been calculated that can be drawn from walking energy owing to application of an PP-PE piezoelectric element. The amount of electric energy obtained from a PE-PP foil of a thickness of 11,5 µm for a single step of a duration of 1 s - that is equivalent to a frequency of 1 Hz - amounts to 340 nJ.

PL

Za pomocą polimerowych warstw piezoelektrycznych można przeprowadzić konwersję energii mechanicznej w energię elektryczną, która zasili urządzenia elektroniczne. Mimo że uzyskiwana w ten sposób moc nie jest duża, nowe osiągnięcia w dziedzinie technologii CMOS umożliwiają zastosowanie elektroaktywnych polimerów (EAP) jako przetworników energii pochodzącej z ruchu człowieka w energię elektryczną zasilającą urządzenia. Umożliwia to wyeliminowanie baterii jako źródła zasilania, co rozwiązuje jeden z głównych problemów w rozwoju komputerowej elektroniki przenośnej. Szczególnie interesujące jest uzyskiwanie energii z chodzenia, co zostało przeprowadzone za pomocą wkładki do butów z piezoelektryczną warstwą folii PE-PP i przedstawione w artykule. Obliczono maksymalną moc, jaką można otrzymać z energii chodzenia przy zastosowaniu piezoelektrycznego elementu polietylen-polipropylen (PE-PP). Wartość energii elektrycznej jaką uzyskano z jednej 11,5 µm warstwy folii PE-PP dla jednego kroku o czasie trwania 1 s, co odpowiada 1 Hz, wynosi 340 nJ.

10

Electroactive polymers : investigation of piezoelectric properties

Klimiec E., Zaraska W., Zaraska K., Cichocki A., Gąsiorwski K., Sadowski T., Pajda M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

11-13

EN

Some polymer materials exhibit mechanical-electric properties, i.e. generation of surface electric charge when subjected to a mechanical stress, as well as a reciprocal effect, that is a change of dimensions when subjected to an electric field. The prerequisite for the piezoelectric properties of electroactive polymers EAPs is their permanent polarisation that results from stable arrangement of molecular dipoles or an uncompensated surface or volume electric charge. Those materials, are also called electrets. They can easily be formed using various methods used in processing of plastic materials. The EAPs may be used for generation and transmission of acoustic, ultrasonic signals and for transmission of signals to sensors and actuators. Good mechanical and acoustic properties, small weight, low price, simplicity of fabrication of transducers with large surface area and irregular shapes open the possibility of designing medical equipment that can directly be coupled to a living organism. The authors present a method for investigating piezoelectric properties of those materials at the example of the materials: copolymer polyethylene-polypropylene PE-PP and copolymer based on polyvinylidene fluoride PVDF. The piezoelectric properties were investigated by measuring voltage and electric charge on capacitor plates. The results are encouraging.

PL

Niektóre tworzywa polimerowe wykazują właściwości mechaniczno-elektryczne, tzn. generację ładunków elektrycznych na powierzchni pod wpływem odkształcenia mechanicznego, jak również efekt odwrotny, tzn. zmianę wymiarów pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Warunkiem właściwości piezoelektrycznych elektroaktywnych polimerów EAP jest ich trwałe spolaryzowanie, wynikające z trwałego uporządkowania dipoli molekularnych lub trwałego nieskompensowanego ładunku elektrycznego powierzchniowego lub objętościowego. Materiały te zwane też są elektretami. EAP można używać do wytwarzania i transmisji sygnałów akustycznych, ultradźwiękowych, do transmisji sygnałów do czujników i aktuatorów. Dobre właściwości mechaniczne i akustyczne, mały ciężar, niska cena, łatwość konstrukcji przetworników o dużej powierzchni oraz o nieregularnych kształtach stwarzają możliwość budowy urządzeń medycznych, które można wprost sprzęgać z żywym organizmem. Autorzy przedstawili sposób badań właściwości piezoelektrycznych tych materiałów na przykładzie kopolimeru polietylen-polipropylen PE-PP i kopolimeru na bazie poli(fluorku winylidenu) PVDF. Właściwości piezoelektryczne folii badano przez pomiar napięcia i ładunku na okładkach kondensatora. Wyniki badań są zachęcające.

11

Wpływ dodatków spiekających na rezystywność tworzyw ceramicznych w układzie Si-Ti-B-C

Groger B., Sternal H., Klimiec E., Zaraska W., Stobierski L.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2000

|

Vol. 41, nr 6

11-13

PL

W pacy przedstawiono zmiany rezystywności i stopnia zagęszczenia ceramiki SiC i SiC-TiC spiekanej w zależności od różnych ilości aktywatorów spiekania, tj. boru i węgla. Obserwowane zmainy rezystywności materiałów są skutkiem tworzenia sie roztworu stałego bądź modyfikacji mikrostruktury. Dyskusję zachodzacych procesów przprowadzono w oparciu o teorię spiekania ciał stałych.

EN

In this paper the electrical resistivity variations and densification rates of SiC and SiC-TiC ceramics sintered with various concentrations of the boron and carbon are presented. Significant electrical resistivity changes are observed during formation a solid solution or its loss and microstructure modification. On the base of sintering theory the changes in studied systems are discussed.