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有無(wú)FSR。每條記錄道的虛線表示平均值
而實(shí)線水平線是
平均值。
給定7N閾值。另外15名參與者
要求使用FSR集成魔杖，閾值設(shè)置為
6 N（表2）。大多數(shù)參與者再次超過(guò)
力閾值，盡管范圍包括附近的力
閾值比閾值高出近5N（圖7）。
每個(gè)實(shí)驗(yàn)的變異性平均為12%RSD，
這又是一個(gè)相當(dāng)大的減少可變性相比
使用一根普通的魔杖而不需要一個(gè)完整的FSR。只有
22名操作員中的一名認(rèn)為7N閾值很困難
他們?cè)谏暾?qǐng)時(shí)感到不適
這種程度的力量。當(dāng)然，這些結(jié)果僅限于
研究參與者，并需要進(jìn)行更大規(guī)模的調(diào)查
確定此固定力閾值是否適合
篩選者的目標(biāo)人群。
圖8顯示了單個(gè)操作員的作用力
無(wú)需在FSR中集成采樣。結(jié)束
采樣時(shí)間為10s，無(wú)FSR時(shí)最小力為
大約3N，相比之下最小6.5N
可行性研究報(bào)告。在取樣棒中增加一個(gè)FSR保持不變
平均變化率下降，平均作用力增大，
把最小值限制在閾值附近。改進(jìn)
爆炸物檢測(cè)，我們的首要目標(biāo)是確保
所用作用力始終大于7N，因此
限制閾值和可變性的降低都是
在這些實(shí)驗(yàn)中得到了證明。
表二
使用FSR桿綠燈的刮水力
閾值設(shè)置為6N
圖9。魔杖頂端示意圖，說(shuō)明了FSR
可作為角度指示器和力指示器使用。如果
魔杖的角度超出預(yù)定范圍，然后FSR感知
零力，LED變紅。
根據(jù)結(jié)果，我們建議將閾值設(shè)置為7N。
此外，集成的FSR還提供了第二個(gè)好處
目視確認(rèn)施加了足夠的力。
這個(gè)特殊的魔杖有一個(gè)圓形的背面
擦拭，使接觸區(qū)域沿著搖擺移動(dòng)
基于魔杖角度的方向。最適合
在有限的搖擺范圍內(nèi)獲得粒子收集
角度，在這種情況下，F(xiàn)SR也充當(dāng)角度指示器。
圖9示出了示出FSR如何進(jìn)行的示意圖
用作角度指示器和力指示器。
FSR用綠線表示，位于
擦拭的最佳位置。
六、 成像棒接觸區(qū)
雖然設(shè)計(jì)上的限制，如可變接觸面積
以上所述可以通過(guò)集成的FSRs來(lái)克服，它是
最好的設(shè)計(jì)是在正常情況下正常工作
用法。基于陣列的FSR在這方面非常有用，
為改進(jìn)魔杖設(shè)計(jì)提供必要的信息。為
最大限度的收集效率，魔杖應(yīng)集中
收集粒子以充分利用
擦拭。這需要在該地區(qū)均勻分布兵力
通常通過(guò)使用
STAYMATES等人：國(guó)土安全應(yīng)用的壓力敏感取樣棒4849
圖10。帶有兩種不同類型附加保險(xiǎn)杠的ETD魔杖（左）
由FSR陣列（中心）成像的壓力分布和產(chǎn)生的粒子
濕巾收集（右）。
圖11。力中心線（白色）和壓力分布（0 kPa
–96千帕），使用聚氨酯和硅橡膠緩沖器取樣
附件。
適形表面，如橡膠或聚合材料，
作為擦拭背后的后盾。壓力分布
由附在魔杖上和下面的不同表面產(chǎn)生
正常的使用可以成像并與潛在的
粒子收集。
例如，兩個(gè)不同的圓盤或緩沖器
橡膠硬度（45）或硅橡膠
（硬度計(jì)硬度為60–70）如圖所示
圖10中的ETD魔杖。這些保險(xiǎn)杠坐在棉花后面
擦拭，如圖10所示，帶有“最佳位置”
在布上圓形標(biāo)記所限定的區(qū)域內(nèi)。這個(gè)
緩沖器在所用力下的壓力分布
擦拭取樣如圖10中心所示。
較硬的聚氨酯保險(xiǎn)杠有高壓區(qū)
在外圍和內(nèi)部聯(lián)系很少，而
更軟的硅橡膠保險(xiǎn)杠更均勻
壓力分布。用擦拭法評(píng)估粒子收集
在一張復(fù)寫紙上取樣，其分布為
定性上與兩者的壓力分布相同
保險(xiǎn)杠。壓力分布的差異
擦拭取樣時(shí)的兩個(gè)緩沖器如圖11所示，
以蛇形模式取樣
甲1以蛇形模式取樣
一個(gè)10厘米乘10厘米的區(qū)域，力約為4牛頓。這個(gè)
聚氨酯保險(xiǎn)杠使魔杖與
形成月牙形壓力分布。
這會(huì)產(chǎn)生“雪犁”效應(yīng)，其中粒子聚集
建立在一個(gè)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，壓倒性的收集
有限區(qū)域的擦拭能力。硅膠緩沖器
自然更容易緊靠表面和整個(gè)區(qū)域
可用于
粒子收集。圖11展示了如何基于陣列的fsr
圖12。兩個(gè)用于表面取樣的棕櫚棒原型。頂部
圖像顯示計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模型，而底部圖像
顯示起作用的原型版本。（A）中的棕櫚棒是為
（B）中的項(xiàng)目列表DX和手掌桿是為500DT設(shè)計(jì)的
史密斯探測(cè)公司（加拿大蒙特利爾）。
可用于可視化力和壓力分布
各種各樣的取樣棒設(shè)計(jì)。
七。總結(jié)和未來(lái)方向
本文的工作已經(jīng)證明了它的有效性
將靈活的FSR應(yīng)用到多個(gè)國(guó)土安全應(yīng)用程序中，
尤其是從
表面。
動(dòng)載作用下fsr的非線性行為
使用一個(gè)獨(dú)特的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)觀察情況
它用一個(gè)可充氣的氣囊對(duì)
FSRs的活動(dòng)區(qū)。這個(gè)系統(tǒng)也被用來(lái)
評(píng)估嘗試校正的不同校準(zhǔn)算法
對(duì)于非線性FSR響應(yīng)。
將FSR技術(shù)集成到擦拭取樣棒中
使用微處理器、電池和
多色LED。當(dāng)力不足時(shí)，此LED為紅色
正在由用戶應(yīng)用。當(dāng)集成FSR感應(yīng)到
力為7N時(shí)，LED變綠，用戶可以看到
表面受到足夠力的跡象。
7n閾值基于改進(jìn)的ETD檢測(cè)
以及人為因素（人們能夠
常規(guī)應(yīng)用）。FSR集成棒使用
22名志愿者，并被發(fā)現(xiàn)提供了足夠的反饋
為了讓使用者保持平均力在或以上，
門檻。FSR反饋的另一個(gè)好處
是指取樣過(guò)程中力變化的減少。阿爾索
提到了綜合FSR作為
角度指示器。這有助于確保收集到的材料
擦拭過(guò)程中，采樣集中在
收集擦除。
在擦拭采樣過(guò)程中施加在表面上的動(dòng)態(tài)力用基于陣列的FSR成像。影響
簡(jiǎn)單的修改棒，如添加橡膠
保險(xiǎn)杠，是用Tekscan系統(tǒng)可視化的。影響
這些保險(xiǎn)杠在壓力分布上的改進(jìn)有
在質(zhì)量上與潛在的
粒子收集。
同時(shí)展示了FSR的成功整合
商用痕量采樣的傳感技術(shù)
我們正在開(kāi)發(fā)一種新型的取樣棒
非常規(guī)的外形。這些新的取樣棒是
被稱為“棕櫚棒”，因?yàn)樗麄兊男螤詈痛笮∵m合
4850 IEEE傳感器雜志，第13卷，第12期，2013年12月
用戶的手掌。這個(gè)概念
手持魔杖引起了我們利益相關(guān)者的興趣
在追蹤檢測(cè)社區(qū)里。通過(guò)定位
手靠近擦拭接觸區(qū)域并縮短
手腕所經(jīng)歷的力矩，我們期望
使用者在用力時(shí)會(huì)感覺(jué)更舒服
表面取樣期間。棕櫚棒的兩個(gè)例子是
如圖12所示。
FSR和圖6中所示的所有相關(guān)電路具有
加入了這些棕櫚棒。這些尸體
魔杖是用objet30三維打印機(jī)（Objet）制作的
馬薩諸塞州比勒里卡公司）。這臺(tái)3D打印機(jī)使用噴墨打印
用塑料樹脂制作物理模型的方法
材料。樹脂最初處于液態(tài)，通過(guò)一系列噴墨噴嘴逐滴沉積在16μm厚的層中。
這種樹脂是一種光致聚合物，在
紫外線。一旦沉積了一層液體樹脂
高強(qiáng)度紫外線照射表面并治愈
層。然后再沉積另一層
重復(fù)的。一種凝膠狀的支撐材料沉積在不同的位置
未來(lái)的空隙將會(huì)存在。此支撐材料是手動(dòng)的
一旦建造完成，用高速水射流清除
完成。
這種附加制造技術(shù)為魔杖原型制造提供了許多優(yōu)勢(shì)，并有助于快速周轉(zhuǎn)
在開(kāi)發(fā)新的魔杖設(shè)計(jì)時(shí)。雖然還不清楚
如果FSR魔杖和棕櫚魔杖將用于
在檢查點(diǎn)環(huán)境下，我們確實(shí)預(yù)期它們會(huì)被用作訓(xùn)練
為使用跟蹤檢測(cè)技術(shù)的涉眾提供的工具。
這項(xiàng)工作的下一步將包括 |
