基于摩擦纳米发电机的自供能低频振动传感器研究

作     者：魏斌 庞洪臣 杨芳 赵志强 钟英豪 黄喜利 林芳 潘新祥 WEI Bin;PANG Hongchen;YANG Fang;ZHAO Zhiqiang;ZHONG Yinghao;HUANG Xili;LIN Fang;PAN Xinxiang

作者机构：广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 广东海洋大学机械与动力工程学院湛江524088 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第20期

页      面：158-165页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(5197091465) 湛江市创新创业引育“领航计划”(2020LHJH003)资助项目 

主　　题：摩擦纳米发电机 自供能 振动传感器 

摘      要：设计了一种基于摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator,TENG)的自供能低频振动传感器(Low-frequency sensor,LV-TENG),结合TENG发电理论和电学仿真阐明了该传感器电信号产生的基本原理,证明了LV-TENG在无需外接电源情况下即可实现对二维振动的监测。COMSOL软件仿真分析表明,基于TENG独立层工作模式,当带电聚四氟乙烯(PTFE)小球振动时,两侧电极输出电信号与小球振幅存在较强的线性关系。通过传感器振动特性试验,定量分析了不同振动角度下LV-TENG输出电信号与外部振动参数之间的关系。根据输出电信号特征量,所设计的LV-TENG可实现振动状态的精准判断。