自身創(chuàng)造電力的傳感器問世，可解決汽車電池耗盡問題

長期以來，傳感器對于車輛的運行非常重要，隨著車輛技術(shù)的不斷發(fā)展，它們變得更加重要。傳感器專家網(wǎng)7月19日消息，據(jù)外媒報道，近日，佛羅里達大學(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，因此不需要從汽車電池中取出任何傳感器，從而延長其使用壽命。

自功率傳感器使用不斷變化的納米線形狀來賦予壓電材料應(yīng)變

汽車傳感器的重要性

現(xiàn)代汽車配備了各種傳感器，它們通過提醒駕駛員注意諸如打開和松開安全帶之類的東西來增強安全性。它們還可以幫助提供有關(guān)輪胎壓力和發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)的信息。有些汽車還配備了傳感器，可以提醒駕駛員，如果他在駕駛時碰到碰撞的東西。

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

自動駕駛車輛使用傳感器系統(tǒng)和車載計算機來映射周圍環(huán)境，然后利用該信息來控制不斷變化的情況，包括其他車輛、行人、交通信號、天氣狀況和道路中可能遇到的危險等。

據(jù)報告，預(yù)計汽車成像技術(shù)的收入將在2015年至2021年間以20%的復(fù)合年增長率(CAGR)增長至73億美元，這表明未來幾年汽車傳感器的數(shù)量將增長多少。

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，所有這些能量都會增加。隨著電動汽車的興起，電力現(xiàn)在也用于為汽車本身提供動力。對于電動車輛，用于汽車的傳感器的任何電力都不能用于直接為車輛供電。

佛羅里達大學(xué)HerbertWertheim工程學(xué)院的研究人員最近的一項創(chuàng)新可以幫助解決這一電池耗盡問題。工程師開發(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。

該團隊設(shè)計了一種“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)生的電脈沖來監(jiān)控汽車操作。

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。

當(dāng)存在諸如存在于汽車發(fā)動機的鋼齒輪中的磁場的磁場時，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諸如發(fā)動機正時或滑動輪胎之類的事物。并聯(lián)連接多個納米線會產(chǎn)生功能磁場。

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

汽車以外的應(yīng)用

傳感器還可以具有汽車領(lǐng)域之外的應(yīng)用。許多不同行業(yè)使用傳感器。例如，航空部門以與汽車工業(yè)類似的方式使用傳感器。隨著越來越多的行業(yè)開始使用自動化設(shè)備，這些傳感器將越來越多地出現(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)致對傳感器的需求增加。新開發(fā)的傳感器不需要外部能源并且可以相對較小的事實使得它們對于許多部門中的許多不同應(yīng)用具有潛在的價值。

UF技術(shù)和許可辦公室獲得了傳感器技術(shù)的臨時專利，并申請了美國實用專利。全球電力和傳感半導(dǎo)體公司AllegroMicrosystems授權(quán)該專利。

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

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