超耐用的基于多晶的三伏纳米发电机用于轴承在位置旋转速度传感
Likun Gong1,2,3, Zhi Zhang1,2,3, Wenbo Yu1,4
1Beijing Key Laboratory of Micro-nano Energy and Sensor, Center for High-Entropy Energy and Systems, Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 101400, P. R. China.
一种新型的多晶三伏纳米发电机 (TVNG) 为单晶设备提供了成本有效的替代方案,用于旋转速度传感. 这种持久的TVNG可以集成到轴承中,使工业物联网的实时监控成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 三伏纳米发电机 (TVNG) 提供高功率密度,但通常依赖于昂贵,脆弱的单晶材料.
- 现有的TVNG在广泛的工业应用中面临成本和结构稳固性的限制.
研究的目的:
- 开发一种基于多的高性价比和强大的TVNG,用于在轴承的位置旋转速度传感.
- 在不同操作模式下调查多TVNG的性能和耐用性.
- 证明将TVNG集成到各种轴承类型中的可行性,以实现智能传感.
主要方法:
- 制造基于多的TVNG,利用缺陷产生载体并管理谷物边界效应.
- 在油化滑动和滚动模式下测试TVNG,以评估耐用性和摩擦系数.
- 制造含有滚动模式多TVNG的形滚子,推力球和深槽球轴承.
- 电力输出 (短路电流和开放电路电压) 与旋转速度之间的线性关系的描述.
主要成果:
- 多晶TVNG的性能与单晶设备相美,成本较低.
- 油性滑动模式TVNG显示出高达100万个周期的特殊耐用性.
- 滚动模式的TVNG表现出低摩擦系数 (0.14) 和高合适系数 (0.99) 的速度传感.
- 短路电流和开路电压显示出与旋转速度有很强的线性相关性.
结论:
- 多TVNG为能源采集和传感应用提供了可行的,经济的替代方案.
- 开发的结构功能集成轴承设计使得能够在位置上传感旋转速度.
- 这项技术对工业物联网 (IIoT) 中的智能组件具有重大潜力.
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