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Updated: Jun 20, 2026
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基于微纤维的三电声学传感器可实现自动供电的超声波定位和水下跟踪
Kai Dong1,2, Yihan Zhang3, Xiaoxuan Fan1,2
1Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing 101400, P. R. China.
ACS sensors
|February 6, 2025
概括
一个新的自动供电的微纤维声学传感器提供了精确的水下超声波检测. 这项技术使节能,大面积的潜艇安全系统具有实时跟踪能力.
科学领域:
- 海洋声学 海洋声学
- 传感器技术 传感器技术
- 三电纳米发电机三电纳米发电机
背景情况:
- 水下超声波检测对于海洋安全,资源开发和国防至关重要.
- 目前的活跃扫描系统是昂贵的,能源密集的,并且很难在规模上部署.
研究的目的:
- 引入一台基于微纤维的自动供电电波电声传感器 (MTAS),用于精确的水下超声波源距离测量.
- 为大型海洋应用开发一个分布式的MTAS单元网络,使本地化和轨迹可视化成为可能.
主要方法:
- 使用核心外层次的微纤维结构用于 triboelectric 声学传感.
- 利用接触电气化/三电电气化和静电感应将超声波振动转化为电信号.
- 使用到达时间差异分析进行超声波源检测和定位.
主要成果:
- MTAS的快速响应时间为8.6微秒,信号噪声比高达29.8dB.
- 可以检测出超声波源的功率水平超过1.6W的超声波源.
- 一个分布式网络展示了精确的超声波源定位和实时运动轨迹可视化.
结论:
- MTAS提供了一种自动供电,可部署和不可察觉的解决方案,用于水下目标检测.
- 这一创新促进了节能,大面积的潜艇安全系统.
- 该技术推进了水下检测,支持海洋安全和环境可持续性.
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