麻省理工学院的研究人员开发了一种无电池、自供电传感器,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,并且不需要特殊的接线,因此这种传感器可以嵌入难以到达的地方,例如船舶发动机的内部运作内部。在那里,它可以自动收集机器长时间的功耗和运行数据。
研究人员建造了一种温度传感装置,可以从电线周围露天产生的磁场中收集能量。人们只需将传感器夹在一根载电电线上(也许是为电机供电的电线),它就会自动收集和存储能量,用于监测电机的温度。
“这是环境能量,我无需进行特定的焊接连接即可获得能量。这使得该传感器非常易于安装,”电气工程和计算机科学伊曼纽尔·E·兰兹曼教授 Steve Leeb 说道(EECS)和机械工程教授,电子研究实验室成员,以及能量收集传感器论文的高级作者。
在这篇作为IEEE 传感器杂志1 月号专题文章发表的论文中,研究人员提供了能量收集传感器的设计指南,使工程师能够平衡环境中的可用能量与他们的传感需求。
该论文为设备的关键组件制定了路线图,该设备可以在运行过程中持续感知和控制能量流。
多功能设计框架不仅限于收集磁场能量的传感器,还可以应用于使用其他电源(例如振动或阳光)的传感器。它可用于为工厂、仓库和商业空间构建传感器网络,安装和维护成本较低。
“我们提供了一个无电池传感器的示例,它可以做一些有用的事情,并表明它是一个实际可行的解决方案。现在其他人希望使用我们的框架来设计他们自己的传感器,”主要作者丹尼尔说Monagle,EECS 研究生。EECS 研究生 Eric Ponce 与 Monagle 和 Leeb 一起撰写了这篇论文。
美国海军学院武器与控制工程副教授约翰·唐纳尔(John Donnal)没有参与这项工作,他研究的是监控船舶系统的技术。他说,在船上获得电力可能很困难,因为插座很少,而且对可以插入的设备也有严格的限制。
“例如,持续测量泵的振动可以为工作人员提供有关轴承和安装座健康状况的实时信息,但为改造传感器供电通常需要大量额外的基础设施,因此投资不值得,”唐纳尔补充道。“像这样的能量收集系统可以改造船上的各种诊断传感器,并显着降低总体维护成本。”
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