研究目的
研究利用热释电传感器实时监测熵产生，以预测电气或机械系统的故障与老化。
研究成果
该研究表明，热电单元能够有效实时监测熵产生过程，且尺寸较小的单元更有利于避免影响被测对象的熵变。但需减小这些单元的厚度以提高温度变化速率并增强电信号。研究证实了热电传感器在预测系统老化与失效方面的潜力，并确定了不同施加电压下电容器失效的具体阈值时间。
研究不足
该研究强调了由于电极面积减小导致热释电电池尺寸不足时测量感应电流的困难，这会增加熵估算的不准确性。此外，必须谨慎平衡PZT电池的厚度，以促进温度变化率而不过度降低电信号。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了多种几何结构的热释电熵传感器以监测熵产生。基于热释电效应的理论模型被用于从感应电流和温度变化中推导熵产生率。
2：样本选择与数据来源：
采用商用PZT薄片制作不同尺寸的热释电单元。加热至约70°C的硅油作为熵产生实验的热源。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于切割PZT薄片的划片机、处理PZT薄片的喷砂蚀刻机、控温陶瓷加热板及精密测量仪器。材料包含PZT薄片、硅油及商用电容器。
4：实验流程与操作步骤：
将PZT单元置于加热硅油中测量体积熵，记录感应电流、电压及温度。设计电路评估不同偏压下电容器的功率耗散。
5：数据分析方法：
通过时间积分热释电电流计算感应电荷。根据热释电电流、温度及热容推算熵产生率。
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获取完整内容-
Precise measurement apparatus
Keysight N6705B
Keysight
Used to acquire and record the induced current, voltage, and temperature of the PZT cells.
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PZT sheet
ELECERAM TECHNOLOGY Co., Ltd.
Used as the pyroelectric material in the entropy sensors.
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Dicing saw
DS-150 II
EVERPRECISION TECH Co., Ltd.
Used to slice the PZT sheets into various sizes.
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Sandblast etching machine
Shang-Po Sander Co. Ltd.
Used to process PZT sheets with various thicknesses.
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Temperature-controlled ceramic hotplate
IKA C-MAG HS 7
IKA
Used to heat silicone oil for the thermal bath experiments.
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NI LabVIEW system
NI-PXIe 1082 and 8115
National Instruments
Used for data acquisition and system control.
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Power supply
TP-2303
TWINTEX Co., Ltd.
Used to apply biases to the capacitor system.
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Function generator
GFG-3015
Good Will Instrument Co., Ltd.
Acted as an AC power supply for measuring capacitance.
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