无源数字式红外传感器能进行自我供电调节

2017-09-15 08:39

近日，在为美国国防部高级研究计划局（DAPRA）项目做研究的美国东北大学研究团队推出了一款新型的传感器，该传感器可以在信号传输间断期间停止耗电，实现自我休息。

据了解，目前，最先进的传感器使用的都是有源电子元件来实现信号的检测，而且即使在没有信号传输的状态下，它们也会不断消耗电力，这极大地限制了传感器的使用寿命，因此间接阻碍了物联网的发展。

而这款红外数字化传感器将打破这一瓶颈，让其更加智能。它是通过检测红外线来实现对自身的开启，虽然人眼看不见红外线，但是生活中如人类、汽车和火等都能发出红外线信号，于是当红外线信号出现时，该传感器就自动开启，而当信号消失时，传感器将自动关闭，进入休眠状态。

此红外数字化传感器是由等离子体增强的微机械照明开关（PMP）组成，从内部机理上来看，当射线出现时，该传感器会根据程序设定好的光谱波长要求来检测收到的光信号，并将光信号转换为电能，使内部两个电触点产生导电通道，从而开启并持续为传感器的运作供电，而无需外接电源来为之供电。

此外，该传感器的输出是数字信号，即当传感器暴露在红外线中时，输出端具有导通／截止电导比＞1012和亚阈值斜率＞9 dec nW－1的截止状态转换特性。

对此，DAPRA的项目经理Troy Olsson在其博客中描述道：“首先，红外信号源的能量启动了传感元件，且促成了关键传感器部件的物理运动；接着，这些运动维持开路元件的机械闭合状态，从而反过来保持元器件对红外信号的持续检测，这样一种循环恰好实现了一种持续供电状态。”

关于该技术的应用，Olsson还表示，每个传感器将会根据需求采用多个特定传感元件，每个元件都会被调谐以吸收特定光波长，这样它们将组成能够分析出红外光谱的复杂逻辑电路。因此，实际应用中，我们就可以根据能量来源和需求的不同，生产特定的传感器元件。

一直以来，在恶劣环境下布局无线传感器网络，电池寿命问题都是一大核心问题，显然，此款红外数字传感器为此类问题提供了解决办法和新思路。此外，随着“无人”概念在众多行业的兴起，考虑到电力浪费等问题，为降低成本，采用此种传感器亦不失为一种优选。

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