用于复杂流体局部法向应力测量的新型压力传感器阵列

本文提出一种置于标准扭转流变仪底板上的新型压力传感器阵列。它由独特的压电电容性聚合物泡沫制成，由二十五个电容式压力传感器（每个表面积 4.5$\times$4.5 mm$^2$）以 5$\times$5 规则阵列集成构成。该传感器阵列用于获取复杂流体中法向应力的局部分布图，极大扩展了流变仪的能力。我们以三个实例予以展示。首先，在聚合物溶液中重建压力分布，从而能够以 2 Pa 的精度同时测量第一和第二法向应力差 $N_1$ 与 $N_2$。其次，我们表明负法向应力亦可被检测。最后，我们聚焦于玉米淀粉颗粒剪切增稠悬浮液中在空间与时间上均延伸的法向应力涨落，揭示了存在一种以非常规律方式旋转的局部独特异质性。除低成本与高通用性外，该传感器在此展现出精细表征测黏流动中法向应力的潜力。