能量收集是一個相對較新的術語,用于描述低功率電子傳感器系統的供電,以便它們可以真正無線使用,而無需最終需要充電的電池。


環境中有幾種可以“收獲”的來源,最常見的是振動,應變,溫度和光。 用于收獲振動的常用方法使用懸臂梁,其上附接有一層或兩層壓電材料,以產生電荷/電壓。 可以通過附加尖端質量來調整頻率范圍,以改變收割機的固有頻率以匹配操作頻率,從而最大化能量輸出。


傳感器

傳感器能量采集


從振動中獲取功率的另一種方法利用線圈中的移動磁體的電磁效應(或反之亦然),其也可以在諧振時被調諧以獲得最大輸出。 目前市場上有些器件針對壓電加速度計進行了優化,適用于基于工業狀態的監測。 從應變中獲取能量通常也是從振動中獲得的。 壓電貼片裝置粘在振動結構的表面上,從而產生電荷/電壓。


雖然壓電或電感設備可以產生10到100伏特,但是熱電設備或小型太陽能電池板只能產生微安培和毫伏。 使用熱電技術作為能量產生的手段取決于要從中獲取能量的表面與環境空氣溫度之間的溫度梯度。 產生的能量可以在幾十微瓦到幾百毫瓦的范圍內,這取決于珀耳帖或熱電堆裝置的尺寸和規格,以及在其上施加的溫差。 維持收割機兩端的溫差取決于氣流,沒有氣流,“熱側”和“冷側”溫度最終將由于熱傳導而均衡,并且不會產生能量。


使用光伏技術作為使用室外光的能量產生的手段是常見的,因為在太陽光中存在高能量含量。然而,室內熒光燈和白熾燈照明比典型的室外燈產生的功率低許多個數量級。室內光產生的能量(通常為10到100的微瓦)太低,無法立即為無線傳感器節點供電。因此,與這些收割機一起工作的電子設備需要能夠利用這些非常低的輸入。


傳感器


EH-Link無線節點是一種自供電傳感器,從環境能源中獲取能量,并與各種發電機類型兼容,包括壓電,電動,太陽能和熱電發電機。除了多個采集輸入外,EH-Link還具有板載三軸加速度計,相對濕度傳感器,溫度傳感器和用于惠斯通電橋的信號調理,該電橋與應變儀,稱重傳感器,扭矩傳感器壓力傳感器兼容,所有這些都是微型包裝。


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