自身創(chuàng)造電力的傳感器問(wèn)世，可解決汽車(chē)電池耗盡問(wèn)題

長(zhǎng)期以來(lái)，傳感器對(duì)于車(chē)輛的運(yùn)行非常重要，隨著車(chē)輛技術(shù)的不斷發(fā)展，它們變得更加重要。傳感器專(zhuān)家網(wǎng)7月19日消息，據(jù)外媒報(bào)道，近日，佛羅里達(dá)大學(xué)赫伯特韋特海姆工程學(xué)院的研究人員創(chuàng)造了一種新型傳感器，可以產(chǎn)生能量，因此不需要從汽車(chē)電池中取出任何傳感器，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

自功率傳感器使用不斷變化的納米線形狀來(lái)賦予壓電材料應(yīng)變

汽車(chē)傳感器的重要性

現(xiàn)代汽車(chē)配備了各種傳感器，它們通過(guò)提醒駕駛員注意諸如打開(kāi)和松開(kāi)安全帶之類(lèi)的東西來(lái)增強(qiáng)安全性。它們還可以幫助提供有關(guān)輪胎壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)的信息。有些汽車(chē)還配備了傳感器，可以提醒駕駛員，如果他在駕駛時(shí)碰到碰撞的東西。

傳感器還為一些具有半自動(dòng)功能的現(xiàn)代車(chē)輛提供提供動(dòng)力，例如自動(dòng)平行停車(chē)。隨著車(chē)輛繼續(xù)集成更多自主功能，這些傳感器將變得更加重要。

自動(dòng)駕駛車(chē)輛使用傳感器系統(tǒng)和車(chē)載計(jì)算機(jī)來(lái)映射周?chē)h(huán)境，然后利用該信息來(lái)控制不斷變化的情況，包括其他車(chē)輛、行人、交通信號(hào)、天氣狀況和道路中可能遇到的危險(xiǎn)等。

據(jù)報(bào)告，預(yù)計(jì)汽車(chē)成像技術(shù)的收入將在2015年至2021年間以20%的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)增長(zhǎng)至73億美元，這表明未來(lái)幾年汽車(chē)傳感器的數(shù)量將增長(zhǎng)多少。

自己創(chuàng)造電力的傳感器

但是，所有這些傳感器都需要電力。它們只從車(chē)輛的電池中獲取少量能量，但最終隨著傳感器數(shù)量的增加，所有這些能量都會(huì)增加。隨著電動(dòng)汽車(chē)的興起，電力現(xiàn)在也用于為汽車(chē)本身提供動(dòng)力。對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛，用于汽車(chē)的傳感器的任何電力都不能用于直接為車(chē)輛供電。

佛羅里達(dá)大學(xué)HerbertWertheim工程學(xué)院的研究人員最近的一項(xiàng)創(chuàng)新可以幫助解決這一電池耗盡問(wèn)題。工程師開(kāi)發(fā)出一種新型傳感器，可以自己產(chǎn)生能量而不需要從汽車(chē)電池中獲取能量。新型傳感器也比現(xiàn)有傳感器小，并且需要更少的能量。

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種“復(fù)合磁電納米線陣列傳感器”，該傳感器使用由納米線的不斷變化的特性產(chǎn)生的電脈沖來(lái)監(jiān)控汽車(chē)操作。

每根納米線由兩半組成。研究人員將具有壓電特性的鈦酸鋇與鈷鐵氧體(一種磁致伸縮材料)配對(duì)。

當(dāng)存在諸如存在于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的鋼齒輪中的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)時(shí)，在鈷鐵氧體中發(fā)生形狀變化。鈷鐵氧體賦予鈦酸鋇應(yīng)變，引起電極化。將納米線鏈接到數(shù)據(jù)采集源使得電脈沖能夠用于感測(cè)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)或滑動(dòng)輪胎之類(lèi)的事物。并聯(lián)連接多個(gè)納米線會(huì)產(chǎn)生功能磁場(chǎng)。

該研究小組指出，他們的納米線顯示出比傳統(tǒng)磁電材料更強(qiáng)的磁電系數(shù)，這表明它們產(chǎn)生更強(qiáng)的電脈沖。這種改進(jìn)的性能意味著傳感器可以更小，同時(shí)仍然提供相同的功率。

汽車(chē)以外的應(yīng)用

傳感器還可以具有汽車(chē)領(lǐng)域之外的應(yīng)用。許多不同行業(yè)使用傳感器。例如，航空部門(mén)以與汽車(chē)工業(yè)類(lèi)似的方式使用傳感器。隨著越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始使用自動(dòng)化設(shè)備，這些傳感器將越來(lái)越多地出現(xiàn)在許多行業(yè)中。

例如，制造業(yè)可以將它們用于機(jī)器人設(shè)備。隨著許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備依賴它們，物聯(lián)網(wǎng)日益突出也將導(dǎo)致對(duì)傳感器的需求增加。新開(kāi)發(fā)的傳感器不需要外部能源并且可以相對(duì)較小的事實(shí)使得它們對(duì)于許多部門(mén)中的許多不同應(yīng)用具有潛在的價(jià)值。

UF技術(shù)和許可辦公室獲得了傳感器技術(shù)的臨時(shí)專(zhuān)利，并申請(qǐng)了美國(guó)實(shí)用專(zhuān)利。全球電力和傳感半導(dǎo)體公司AllegroMicrosystems授權(quán)該專(zhuān)利。

現(xiàn)代車(chē)輛包含各種傳感器，隨著車(chē)輛變得更加自主，它們將需要更多的傳感器。所有這些傳感器都需要能量來(lái)運(yùn)行，電動(dòng)汽車(chē)的日益普及意味著電力對(duì)于車(chē)輛的運(yùn)行將變得更加重要。

由于這種傳感器可以產(chǎn)生自己的能量，因此可以幫助實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)，并提高未來(lái)汽車(chē)的效率和安全性。