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技术&研发
振动可以广泛用作清洁电源

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根据最近的一项研究,人们生活和工作场所的振动可以更广泛地用作清洁能源。这个被称为“能量收集”的概念已经提出了十多年。今天,英国科学家正在研究是否可以将更广泛的振动用于此目的。他们希望有一天,能量收集将为人们使用的设备提供更多电力,例如心率监测器和手机。

例如,商业能量收集设备已经存在,以使用来自工业水泵的振动来监测水泵状况的传感器提供电力。在这项最新研究中,英国布里斯托大学的研究人员正在研究如何利用直升机和火车等大型机械产生的振动来发电,而家用电器和人体运动的振动也可以使用这种方式。

负责该项目的布里斯托大学的Stephen Burrow博士解释说,这种振动能量收集装置使用的是带有线圈的弹簧。 “这个线圈和弹簧将使用一种称为共振的现象,这将减小小振动以获得有用的能量。”他补充说:“即使只有几毫瓦的电力也可以为小型电子设备供电,例如心率监测器或发动机温度传感器,也可以为功率不足的设备充电,例如MP3播放器或移动电话。”/P>

据Burrow说,共振是物体相对较大的振动。直接结果是它在另一个物体上产生较小的振动,并且由第二物体产生的振动类似于第一物体的自然共振频率。物体的自然共振频率是受到外部刺激的自然冲击的频率。

现有设备可以检测到的振动频率范围(每秒振动次数)非常窄。如果振动没有以正确的频率发生,则产生的功率几乎太低而无法使用。这在运输或人体运动等应用中是一个大问题,并且振动的频率总是在变化。

为了克服这一局限,布里斯托大学的研究团队正在开发一种新设备,其中线圈和弹簧可以在更广泛的频率范围内产生共振。这将允许检测更大范围的振动,从而增加能量收集对能量供应的贡献。研究人员认为,这可以通过探索非线性弹簧的特性来实现。

据报道,在弹性极限内,弹簧力与弹簧的长度成正比,这是胡克定律。非线性弹簧在弹簧力和弹簧长度之间具有复杂的关系。弹簧可根据压缩的柔软度设计。当这些弹簧应用于能量收集时,线圈和弹簧不再以一个频率谐振,而是响应更宽范围的振动频率。

能量收集产生的电量很低,类似于电池,但不需要更换电池或潜在的危险和电池中的化学物质污染。它们也可用于不适合硬接线,易损坏或不易维护的地方。

这种机器可用于广泛的应用,例如为测量人体心率,体温和血压的无线监测和诊断传感器供电,或者对发动机部件施加压力,构建结构部件以及监控运行的列车。轨道。制动温度。

Burrow补充说:“振动形式有很多免费清洁能源,但尚未使用。更广泛的能量收集可以为更有效和更持久的能源需求做出有意义的贡献。“预计更多频率的能量收集设备将在五年内投入实际使用。