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预测模型揭示了有前途的能量收集器设备的功能
预测模型揭示了有前途的能量收集器设备的功能
图片提供:伦斯勒理工学院

可以将细微的机械振动转换为电能的小型能量采集设备可以用于为无线传感器和执行器供电,以用于从智能环境中的温度和占用率监视到人体内部的生物传感等任何事物。

在最近在线发表的研究中微机械与微工程学报伦斯勒理工学院的工程师预测模型 对于这样的设备,这将使研究人员可以更好地了解和优化其功能。

“这些收割机迟早会更换电池,从而减少相关的环境危险废物 和维护成本,”伦斯勒(Rensselaer)的机械,航空和核工程教授Diana-Andra Borca-Tasciuc说道,他领导了这项研究工作。

她与机械,航空和航天学教授John Tichy一起参加了会议。核工程 在Rensselaer和李静伦(研究生)机械工业 设计模型的人。

这项最新工作是建立在Borca-Tasciuc实验室在微机械与微工程学报 在2016年。当时,该团队在实验室和HVAC振动管道上创建并测试了一种由硅制成的能量收集装置。该设备能够转换机械能 就像希望的那样投入电力,但当时,研究小组无法完全解释其实验结果,这一结果超出了预期。这个新模型回答了这些问题,并将使研究人员能够优化设备以产生更多的功率。

Borca-Tasciuc说,一个关键的发现是当Li意识到设备的某些部分在受到机械冲击(由振动触发)后变形的时候。 Li然后使用一系列方程式创建了一个预测模型,该方程式通过对设备的质量和一系列弹簧的运动进行建模来表示设备的动态。这些运动方程式对于确定振动运动如何转换成电压至关重要。根据本文,模型显示的预测与该团队先前收集的实验结果一致。

他说:“该模型为参数研究奠定了坚实的基础,并有助于通过设计优化来突破输出功率的界限。” “我们小组开发的大功率设备及其精确的分析模型,是能量收集的一项进步,并将在不久的将来实现基于硅的自主绿色电源的微型化。”


进一步探索

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更多信息: 李静伦等,基于冲击的频率上变频的静电能量收集器的预测模型,微机械与微工程学报 (2020). DOI:10.1088 / 1361-6439 / abc31d
发布日期:2021年04月16日
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引文: 预测模型揭示了有前途的能量收集器设备的功能(2020年10月29日) 2020年11月2日检索 from /news/2020-10-reveals-function-energy-harvester-device.html
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