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【Nano Energy】宽频振动能驱动的自主式无线振动频率监测系统
       随着现代工业的迅速发展,机械设备在工业生产中扮演着重要的角色。设备一旦运行异常,不仅会造成财产损失,还会带来安全隐患。因此,检测机械设备的故障就显得尤为重要。机械振动是设备正常运行中常见的现象,反映了设备的运行状态和故障信息。通过对振动信号的持续监测和分析,研究人员开发了各种机器故障检测系统,并在故障早期检测方面取得了很大的成功。这些系统主要由布线复杂的电缆供电,或者使用寿命有限、环境污染严重的电池供电,电池用完需要更换,无法实现持续监测。振动传感系统的供电瓶颈制约了其在工业智能化中的广泛应用。
        基于此,该工作开发了一种基于摩擦纳米发电机(TENG)的宽频振动能驱动的自主式无线振动频率监测系统(AWFMS),其中包含两个共电极的TENG,一个TENG用于宽带振动能量采集(P-TENG),另一个用于主动式振动频率传感(S-TENG)。在6~20 Hz的宽频范围内,P-TENG的输出电压可通过电源管理模块转换为稳定的2.5 V直流电压,为单片机供电。而S-TENG的输出信号可经过单片机采集处理,进行频率计算和无线数据传输。通过整合TENG作为电源和传感器,该系统为自供电和自主式振动监测提供了有效的解决方案,可将该系统作为传感器网络节点,通过窄带物联网技术将传输的数据转发到云平台。本工作在物联网、大数据、智能工厂等领域显示出了广阔的应用前景。相关论文以“Broadband Vibration Energy Powered Autonomous Wireless Frequency Monitoring System Based on Triboelectric Nanogenerators”为题,发表于Nano Energy