設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：基于摩擦納米發(fā)電機(jī)原理的透明柔性傳感器陣列

基于摩擦納米發(fā)電機(jī)原理的透明柔性傳感器陣列

*近，在中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的李鐘林王和李從菊的指導(dǎo)下，研究人員如教授的博士生袁祖慶已經(jīng)開發(fā)了一種基于摩擦納米發(fā)生器的物理傳感機(jī)制，一種透明和靈活的摩擦電傳感陣列(TSA)已經(jīng)被開發(fā)出來。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號(hào)通道不少于32路，16位精度，動(dòng)態(tài)信號(hào)通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時(shí)。一體化振動(dòng)變送器將壓電傳感器和精密測(cè)量電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號(hào)調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測(cè)儀表”模式的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。無線振動(dòng)傳感器基于無線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)，具有振動(dòng)測(cè)量及溫度測(cè)量功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)指示狀態(tài)報(bào)警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保證設(shè)備正常可靠運(yùn)行。該裝置具有高透明度、靈活性和多點(diǎn)觸摸操作，可實(shí)現(xiàn)生物機(jī)械能量采集、觸覺感知、智能解鎖等功能。這項(xiàng)工作為研究透明和靈活的觸覺傳感器陣列提供了一個(gè)新的視角，它發(fā)表在*近的 ACS Nano (DOI: 10.1021/Acsnano.7 B03680)上。近年，流動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的迅速發(fā)展，極大地刺激了智能傳感器技術(shù)在人機(jī)交互、人工智能和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的探索。在智能設(shè)備中，出現(xiàn)了大量的產(chǎn)品，如可折疊顯示器、柔性集成電路和健康監(jiān)測(cè)設(shè)備等，這使人們對(duì)觸覺傳感器提出了更高的要求。特別是該裝置的寬靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、便攜性、舒適性和多功能集成，已成為觸覺傳感器實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)。

中國研究人員開發(fā)了一種透明靈活的摩擦傳感器陣列、數(shù)據(jù)圖

目前，基于企業(yè)不同學(xué)生物理作用機(jī)制的觸覺傳感器在器件性能上已經(jīng)可以取得重大突破進(jìn)展。市面上的不少公司產(chǎn)品，利用網(wǎng)絡(luò)具有相對(duì)較高經(jīng)濟(jì)壓力敏感性的壓阻、壓電、電容式傳感器，可探測(cè)方法不同程度大小尺度的壓力，但是，基于我們這些活動(dòng)材料制成的裝置或是依賴于外部電源管理工作，或是一個(gè)信號(hào)太小易受到嚴(yán)重干擾，難以將外部環(huán)境應(yīng)力直接轉(zhuǎn)化成足夠識(shí)別的電信號(hào)，因此，在使用中存在問題一定的局限性。而生活中不斷增多的可穿戴和便攜式電子信息產(chǎn)品，要求其既能滿足社會(huì)復(fù)雜的應(yīng)用，還能提高適應(yīng)時(shí)代人們?cè)诓煌瑘?chǎng)合的使用，從而對(duì)傳感器的便利性、舒適性和時(shí)尚文化元素有了更高的需求。研究相關(guān)人員需要設(shè)計(jì)并制備的TSA的傳感單元在觸摸時(shí)能夠同時(shí)產(chǎn)生50伏的開路電壓，而且在低壓力區(qū)域之間能夠真正實(shí)現(xiàn)2.79mV/Pa的傳感靈敏度和約50ms的響應(yīng)分析時(shí)間。該器件設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)緊湊、操作方式簡(jiǎn)單，具有中國大規(guī)模生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)，可集成于手機(jī)、手表等電子商務(wù)產(chǎn)品，因此TSA具有非常廣闊的市場(chǎng)開發(fā)前景，在人機(jī)交互、自驅(qū)動(dòng)機(jī)器人、柔性顯示屏和可穿戴電子機(jī)械設(shè)備中有很多潛在的應(yīng)用服務(wù)價(jià)值。