《Sensors》：An Ultra-Thin Screen-Printed Conductive Film for Fragment Velocity Measurement: Design, Simulation, and Experimental Validation
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激光屏靶存在响应时间过长的问题，而印刷电路板（PCB）靶在破片穿透时会产生显著的动能损失。为克服上述技术局限，本研究开发了一种兼具快速响应时间和低动能损失特性的新型丝网印刷测速薄膜（VMF）。所提出的VMF由银导电网格和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底构成，
激光屏靶存在响应时间过长的问题，而印刷电路板（PCB）靶在破片穿透时会产生显著的动能损失。为克服上述技术局限，本研究开发了一种兼具快速响应时间和低动能损失特性的新型丝网印刷测速薄膜（VMF）。所提出的VMF由银导电网格和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底构成，总厚度仅为0.175 mm，所有银条的宽度和间距均为0.8 mm。本研究详细阐述了该薄膜的制备工艺，并通过实弹破片穿透实验验证了其实际工程性能。实验结果表明，在金属破片冲击下，VMF的平均响应时间为0.14 μs，破片穿透第一层和第二层VMF时的平均动能损失分别为1.32 J和2.09 J。凭借其快速的瞬态响应特性和对破片飞行轨迹的最小干扰，所设计的VMF有效提高了破片速度测量精度，在野外爆炸测试场景中具有广阔的应用前景。
一、研究背景与意义
破片速度的精确获取对于评估战斗部毁伤效能和分析爆炸破片动态飞行特性至关重要。现有测试技术分为非接触式与接触式两类。非接触式X射线成像尽管能穿透火焰和烟雾实现轨迹可视化，但系统复杂、覆盖范围有限，仅适用于小规模静爆试验；高速摄影基于双目视觉原理，但视场狭窄、标定繁琐、防护要求高；多普勒雷达体积庞大，现场部署受限；声学靶无法探测亚音速破片。激光屏靶通过光路通断测速，应用较广，但响应时间长达数微秒且背景噪声严重，仅适用于实验室固定弹道。接触式靶中，金属箔靶、电阻阵列靶、PVDF压电薄膜靶等各有不足；印刷电路板（PCB）靶采用铜导电层和厚度超过2 mm的玻璃纤维基底，破片穿透时动能损失大，制约了静爆试验中的测速精度。
针对上述瓶颈，研究人员提出一种新型丝网印刷测速薄膜（VMF），由高导电性银网格与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底组成，总厚度仅0.175 mm，银条宽度与间距均为0.8 mm，有效传感面积540 mm×540 mm，可在宽范围内响应小直径破片，同时抑制穿透过程中的动能损失。电路仿真与实弹穿透实验证明，VMF平均响应时间为0.14 μs，远低于激光屏靶的8.82 μs，破片穿透两层薄膜的平均动能损失分别仅为1.32 J和2.09 J，有效提高了破片测速精度。该成果发表于《Sensors》。
二、关键技术方法
研究人员采用丝网印刷
