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人体是最安全的能量源,那么如何利用传感器来采集供电?:明升亚洲登录

发布时间:2021-01-22 00:04:03来源:明升亚洲登录官方网站编辑:明升亚洲登录官方网站阅读: 当前位置:首页 > 外星奥秘 > 手机阅读

明升亚洲登录|随着物联网和可穿着设备的蓬勃发展,如何需要挣脱电池,需要寻找一种取之不尽的能源,大大为这类小型低耗电的电子设备供电,于是以沦为一个很热门的研究课题。这个课题叫“能量收集技术”。能量收集的市场需求正在大大减少,各种各样的研究工作也正在展开,其中一个就是利用人体来为电子设备获取“总有一天”不中风的电力。

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能量收集技术必须与该类型能量源给定的能量收集传感器,将来自周围环境的能用能量切换为电能。典型的能量源还包括电磁波、风、振动和热能。

电池仍然是小型便携设备的主要电源,但它们的用于早已非常不方便。这些装置中的电池占到体积相当大,并且不能持续受限的时间,必需大大地电池和更换,这显得便宜和耗时。

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而且电池往往不会导致不方便,如对于手机而言,经常因为打到一半忽然没电而被迫中断通话。来自人体的能量收集技术可以是替代电池供电设备的方法。对于一般的小型电子设备,改回用于身体的能量作为能量源将不会带给很多益处。

平时我们没过于多察觉自己的身体。只不过人体通过日常行为和轻微身体活动不会产生能量,这正是极佳的能量来源。

与从机器提供能量比起,从身体萃取能量要简单得多,因为萃取能量的采集器的尺寸非常小,并且人体运动再次发生在较低的频率。过去,有一些产品,如手表、手电筒和收音机,曾用于人工发电的电源来工作。

目前,正在展开研究从人体萃取的能量用作较低功率生物医学应用于。例如,向在身体中植入的医疗装置供电,以缩短装置的用于期限。否则为了移位这些装置里的电池,必须大大动手术。

今后,人体供电的应用于将渐渐不断扩大到用作可穿着设备甚至手机。我们可以把人的日常活动中产生的能量加以利用,例如从人的排便、体热、手臂运动、步行、跑步和蹬踏动作等等。

这些传感器再加信号处理电路,将这些能量转换成电力。这个采集器可以放到衣服、手表、鞋类或眼镜等人体的配戴物上,对电子设备电池而会对用户导致任何不良影响。三种有所不同传感器的能量收集从人体中萃取能量,一般用于三种传感器,还包括热电传感器、电磁传感器和压电传感器。

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热电传感利用身体热量,而电磁传感和压电传感从身体运动中萃取能量。冷是来自身体的许多种能量来源之一。例如,在新的研制的一种可穿着式无线脑电图系统中,就是用身体热量来工作的。这个脑电图系统用于了一种热电传感器,它在室温下产生多达2mW的功率,而这个系统本身只必须0.66mW的功率,几乎可以满足需要。

通过将热电传感器张贴在身体上,这些传感器需要感测身体和房间之间的温度差以创建电势。研究指出,身体上虽然有大量(大约100W)的热能,但从体热中不能取得毫瓦范围内的电功率。身体的曝露部位,如前额、手腕和头部等部位,是可以萃取最大量功率的区域,而被衣服遮盖的人体部位获释较较少的热量。研究指出,当热电传感器放到人体的准确方位时(一般摆放在身体的躯干上,这里人体的组织温度最低),可以产生约10-30μW/cm2的电能。

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此外,这种传感器就越薄或者就越小,产生的功率量就越高。人体也是一个相当大的动能源,这通过诸如行驶、跑步、跑步和涉及身体部位的运动而产生。一些关于利用电磁能量的研究也在展开中,已找到电磁传感器可以用作为可配戴装置或其他便携电子设备获取能量。

电磁传感器在功能上类似于热电传感器,从身体运动萃取能量并将其切换为电压、电流等电量。研究人员早已研制了一种加装在髋部的电磁传感器,可以用作收集在身体运动(例如步行或跑步)期间髋部运动产生的动能。根据他们的研究,从人体运动萃取的动能可以切换为电能,然后可以用作向配有在人身上的设备获取电力。

从该研究中,找到当以每秒1.5米的速度行驶或跑步时,可以产生1V的仅次于开路电压(当没相连外部阻抗时的电压)和0.3-2.46mW的电力。|明升亚洲登录。

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