DOI:10.3390/s20113111
本文介紹了壓電聚偏氟乙烯（PVDF）電紡納米纖維（NF）膜作為聲信號傳感單元的新用途。在這項工作中，將NF墊用作換能器，以將聲信號轉換為電壓輸出。分析了檢測電壓與激勵聲信號的頻率和振幅的函數關系。另外，檢測到的交流信號可以隨頻率和振幅的變化進行回溯，并且在相對較高的振幅和特定的聲譜區域內具有一定的波形失真。同時，通過壓電響應、β片計算和表面形態對該納米纖維進行了表征。這項工作有望成為一種低成本的創新型解決方案，以收集來自g各種聲音和噪聲資源的聲音信號。
圖1.（a）聲能采集裝置的示意圖。（b）詳細的聲學感應裝置的照片。
圖2.（a）電紡聚偏氟乙烯納米纖維（PVDF NF）氈的SEM圖像和纖維直徑分布，以及（b）所制備的膜的橫截面。
圖3.PVDF納米纖維的（a）FTIR和（b）XRD分析。
圖4.在5 N的循環力和5 Hz的頻率下對PVDF納米纖維膜的壓電分析。所示的y軸表示電壓（以伏特為單位），x軸為時間（以秒為單位）。
圖5.在施加的循環力作用下，通過電紡納米纖維的平均峰值轉換電壓。
圖6.（a）在不同輸入施加電壓下測得的電壓與頻率的關系。（b）在不同的輸入施加電壓下測得的電壓與低頻（最高2 kHz）的關系。（c）在4 kHz頻率下輸出電壓與施加的輸入電壓的關系。
圖7.在1.2 V的施加電壓下，不同輸入頻率下的回聲波信號示例。使用的頻率為（a）300 Hz、（b）500 Hz、（c）4 kHz、（d）5 kHz、（e）15 kHz和（f）20 kHz。所有波形信號圖的y軸為電壓（以伏特為單位）和x軸為時間（以秒為單位）。
圖8.在4.8 V的施加電壓下，不同輸入頻率下的回聲波信號示例。使用的頻率為（a）300 Hz、（b）500 Hz、（c）4 kHz和（d）5 kHz。（e）代表在15 kHz頻率和（f）20 kHz頻率下獲得的輸出信號電壓。所有波形信號圖的Y軸為電壓（以伏特為單位）和X軸為時間（以秒為單位）。
