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【24h】

Bio-inspired all-optical artificial neuromast for 2D flow sensing

机译：生物启发的全光人工神经孢子，用于2D流动传感

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We present the design, fabrication and testing of a novel all-optical 2D flow velocity sensor, inspired by a fish lateral line neuromast. This artificial neuromast consists of optical fibres inscribed with Bragg gratings supporting a fluid force recipient sphere. Its dynamic response is modelled based on the Stokes solution for unsteady flow around a sphere and found to agree with experimental results. Tuneable mechanical resonance is predicted, allowing a deconvolution scheme to accurately retrieve fluid flow speed and direction from sensor readings. The optical artificial neuromast achieves a low frequency threshold flow sensing of 5 mm s(-1) and 5 mu m s(-1) at resonance, with a typical linear dynamic range of 38 dB at 100 Hz sampling. Furthermore, the optical artificial neuromast is shown to determine flow direction within a few degrees.
机译：我们介绍了一种新型全光学2D流速传感器的设计，制造和测试，受到鱼横向线神经孢子的启发。 这种人工神经孢子由铭刻有支撑流体力接收球的布拉格光栅的光纤组成。 它的动态响应是基于STOKES解决方案来建模的，用于球体周围的非定常流，发现与实验结果一致。 预测可调谐的机械谐振，允许解构方案精确地从传感器读数中检索流体流速和方向。 光学人工神经孢子在谐振下实现5mm S（-1）和5μms（-1）的低频阈值流量感测，其典型的线性动态范围为38 dB，在100 Hz采样。 此外，显示光学人工神经孢子被示出为在几度内确定流动方向。

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