《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無源數(shù)字式紅外傳感器能進行自我供電調(diào)節(jié)

2017-09-17
關(guān)鍵詞: 傳感器 電源 能量 電力

近日,在為美國國防部高級研究計劃局(DAPRA)項目做研究的美國東北大學(xué)研究團隊推出了一款新型的傳感器,,該傳感器可以在信號傳輸間斷期間停止耗電,,實現(xiàn)自我休息。

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據(jù)了解,,目前,,最先進的傳感器使用的都是有源電子元件來實現(xiàn)信號的檢測,而且即使在沒有信號傳輸?shù)臓顟B(tài)下,,它們也會不斷消耗電力,,這極大地限制了傳感器的使用壽命,,因此間接阻礙了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

而這款紅外數(shù)字化傳感器將打破這一瓶頸,,讓其更加智能,。它是通過檢測紅外線來實現(xiàn)對自身的開啟,雖然人眼看不見紅外線,,但是生活中如人類,、汽車和火等都能發(fā)出紅外線信號,于是當(dāng)紅外線信號出現(xiàn)時,,該傳感器就自動開啟,,而當(dāng)信號消失時,傳感器將自動關(guān)閉,,進入休眠狀態(tài),。

此紅外數(shù)字化傳感器是由等離子體增強的微機械照明開關(guān)(PMP)組成,從內(nèi)部機理上來看,,當(dāng)射線出現(xiàn)時,,該傳感器會根據(jù)程序設(shè)定好的光譜波長要求來檢測收到的光信號,并將光信號轉(zhuǎn)換為電能,,使內(nèi)部兩個電觸點產(chǎn)生導(dǎo)電通道,,從而開啟并持續(xù)為傳感器的運作供電,而無需外接電源來為之供電,。

此外,,該傳感器的輸出是數(shù)字信號,即當(dāng)傳感器暴露在紅外線中時,,輸出端具有導(dǎo)通/截止電導(dǎo)比>1012和亞閾值斜率>9 dec nW-1的截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換特性,。

對此,DAPRA的項目經(jīng)理Troy Olsson在其博客中描述道:“首先,,紅外信號源的能量啟動了傳感元件,,且促成了關(guān)鍵傳感器部件的物理運動;接著,,這些運動維持開路元件的機械閉合狀態(tài),從而反過來保持元器件對紅外信號的持續(xù)檢測,,這樣一種循環(huán)恰好實現(xiàn)了一種持續(xù)供電狀態(tài),。”

關(guān)于該技術(shù)的應(yīng)用,,Olsson還表示,,每個傳感器將會根據(jù)需求采用多個特定傳感元件,每個元件都會被調(diào)諧以吸收特定光波長,,這樣它們將組成能夠分析出紅外光譜的復(fù)雜邏輯電路,。因此,,實際應(yīng)用中,我們就可以根據(jù)能量來源和需求的不同,,生產(chǎn)特定的傳感器元件,。

一直以來,在惡劣環(huán)境下布局無線傳感器網(wǎng)絡(luò),,電池壽命問題都是一大核心問題,,顯然,此款紅外數(shù)字傳感器為此類問題提供了解決辦法和新思路,。此外,,隨著“無人”概念在眾多行業(yè)的興起,考慮到電力浪費等問題,,為降低成本,,采用此種傳感器亦不失為一種優(yōu)選。


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