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传感技术

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无源数字式红外传感器能进行自我供电调节

导读: 此款传感器将会帮助众多行业解决电力浪费和电池寿命过短的问题。

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。

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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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