一个基于超声波的高效无线被动监控系统的优化设计,用于密封的金属隔间
Bowen Qi1, Juan Cui1, Yongqiu Zheng1
1The Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement Ministry of Education, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Micromachines
|January 23, 2024
概括
本研究介绍了一种优化的超声波系统,用于密封金属 (SMC) 中的状态监测 (CM). 新的设计实现了高效率和可靠的数据通信,为关键应用提供无线,无电池的解决方案.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 密封金属隔间 (SMC) 的状态监控 (CM) 需要先进的解决方案.
- 现有的超声波无线电力传输和数据通信 (UWPTADC) 系统用于SMC往往是重和低效的.
- 需要提高UWPTADC系统的能量传输效率和数据可靠性.
研究的目的:
- 为SMCs使用UWPTADC技术提出一个高效无线被动监控系统的优化设计.
- 开发和分析电路模型,以实现最佳的系统设计.
- 展示SMC中CM的实用,无线和无电池解决方案.
主要方法:
- 开发并分析了用于优化UWPTADC系统的电路模型.
- 用11毫米厚的钢墙构建了一个测试系统.
- 用于测试的1.045 MHz的超声波载波频率.
主要成果:
- 实现了60%的能量传输效率.
- 达到了50 kbps的通信速率.
- 成功监测了13毫米厚的圆柱形SMC内部的温度和湿度.
结论:
- 拟议的优化UWPTADC系统为SMC中的状态监测提供了高效,可靠的解决方案.
- 这项技术提供了无线和无电池的方法,对于航空航天和海洋行业的应用至关重要.
- 该系统推进了对具有挑战性的环境的条件监测领域.
