麻省理工学院的研究人员开发出了一种无需电池、自供电的传感器,可以从环境中获取能量。由于它不需要必须充电或更换的电池,也不需要特殊的布线,这种传感器可以被嵌入到难以触及的地方,比如船舶发动机的内部结构中。在那里,它可以长时间自动收集有关机器耗电量和运行情况的数据。

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研究人员制造了一种温度感应装置,它能从电线周围露天产生的磁场中获取能量。人们只需将传感器夹在带电导线(可能是为电机供电的导线)周围,它就会自动收集并储存能量,用来监测电机的温度。

“这就是环境电能–我不必通过特定的焊接连接就能获得的能量。”电子研究实验室成员、电子工程与计算机科学(EECS)伊曼纽尔-兰兹曼(Emanuel E. Landsman)教授兼机械工程学教授 Steve Leeb 说:”这使得这种传感器非常容易安装。”

在这篇刊登在《电气和电子工程师学会传感器杂志》1 月刊上的特写文章中,研究人员为能量收集传感器提供了一个设计指南,让工程师能够平衡环境中的可用能量和他们的传感需求。

论文为能够在运行过程中持续感知和控制能量流的设备的关键组件绘制了路线图。

这种多用途设计框架并不局限于收集磁场能量的传感器,还可应用于使用其他电源(如振动或阳光)的传感器。它可用于为工厂、仓库和商业空间构建安装和维护成本更低的传感器网络。

“我们提供了一个无电池传感器的范例,它能做一些有用的事情,并证明这是一个切实可行的解决方案。希望其他人也能利用我们的框架来设计他们自己的传感器。”

与 Monagle 和 Leeb 一起参与论文撰写的还有电子工程与科学研究生 Eric Ponce。

美国海军学院武器与控制工程副教授约翰-多纳尔(John Donnal)没有参与这项工作,他研究的是监控舰船系统的技术。他说,要在舰船上获得电源是很困难的,因为插座很少,而且对可以插入哪些设备有严格限制。

唐纳尔补充说:”例如,持续测量泵的振动可以为船员提供轴承和支架健康状况的实时信息,但为加装的传感器供电往往需要大量额外的基础设施,以至于不值得投资。像这样的能量收集系统可以在船舶上加装各种诊断传感器,大大降低整体维护成本。”

作者 wolfchild

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