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功率提高120%!哈工程这项研究让物联网传感器实现弱磁“自发电”


  来源: 哈尔滨工程大学 时间:2022-03-17 编辑:清风
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当今世界万物互联智能化程度越来越高,支持物联网运行的核心器件,传感器的供电问题一直以来是一个棘手难题。近日,哈工程有一支深耕磁传感器和探测领域研究的团队在这方面的研究取得了新进展,设计研发了一种新型弱磁能收集器结构,可使传感器无需安装电池实现“自发电”,且输出功率比传统磁能收集结构,提高约 120%,为哈工程智造点赞!


近日,哈工程水声学院“海洋磁传感器和探测”团队青年教师储昭强副教授,在能源材料领域国际著名期刊《先进能源材料》(Advanced Energy Materials,IF: 29.368)在线发表学术论文“两端夹持磁-力-电俘能器件中显著增强的弱磁能量回收性能”《 Significantly Enhanced Power Generation from Extremely Low‐Intensity Magnetic Field via a Clamped‐Clamped Magneto‐Mechano‐Electric Generator》。


储昭强副教授为论文的第一作者、通讯作者。通讯作者还包括哈尔滨工程大学高俊奇教授、北京大学董蜀湘教授。哈尔滨工程大学为该论文的第一完成单位。Advanced Energy Materials是Wiley出版社旗下的顶级学术期刊,在能源材料领域具有重要影响力。



当今社会生活各领域的智能化发展离不开物联网,而对物联网技术起决定性作用的传感器目前正面临能量供应的难题。以往用电池供电的传感器,需要人们及时更换电池才能保证传感器持续正常工作,这对于传感网络的运行,带来诸多不便。


近年来,研究者们尝试利用磁场能量收集技术来代替电池为无线传感器供电,悬臂梁式的磁-机-电 (MME) 俘能器件应运而生,但其一般只对大于5个Oe的磁场有较好的能量收集效果。但人体可接触的安全磁场是不高于1 个Oe弱磁场环境,由此研究设计新的器件结构,提高磁场俘能器件的弱磁响应十分必要。



储昭强副教授发表的论文提出了一种两端夹持式的谐振结构,为磁场能量收集技术提供了一种新的思路。其二阶工作模式,降低了磁性质量块的动能,在增加磁铁体积的情况下大大提升了系统在弱场条件下的输出性能。实验表明,相同激励条件下,该能量收集器的输出功率比传统悬臂梁式结构提高了约 120%,完全可以使没有安装电池的传感器正常工作并与手机终端进行通信连接。


水声学院“海洋磁传感器和探测”团队2017年成立并不断发展壮大,团队瞄准水下目标多传感探测的基础理论、关键技术和工程应用,全面开展基础磁材料、磁传感器研制、水下信息感知和处理等技术研究,把文章写在海洋强国、制造强国、 网络强国建设中。

关键词:哈尔滨工程大学 物联网 传感器    浏览量:7478

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