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美媒:科學家發(fā)明可穿戴發(fā)電機 利用尿液供電
美媒稱,日前,一雙嵌入了微生物燃料電池(MFC)的襪子成功為一臺無線發(fā)射器提供了動力,并向一臺個人電腦發(fā)射了信號。這種MFC以尿液為燃料,靠穿戴者行走帶動循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術的可穿戴發(fā)電機提供動力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。
據(jù)美國每日科學網站12月11日報道,有關這項研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學》雙月刊上。
論文稱,這項試驗是由英國西英格蘭大學布里斯托爾生物能源中心的揚尼斯·耶羅普洛斯教授帶領的。
報道稱,襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料,依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講,續(xù)流MFC依靠一臺主電動泵來讓尿液在電池中循環(huán),不過本項試驗完全依靠的是人體運動。該試驗使用的手動泵類似于簡單的魚循環(huán)系統(tǒng),行走動作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電,使其每兩分鐘向由個人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。
耶羅普洛斯說:“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電,這次想看一下我們是否能用可穿戴技術復制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給,僅靠人力供電——尿液作為燃料、陜西西安當?shù)啬_部運動作為泵?!?
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柴油發(fā)電機的溫度傳感器有幾種分類
(1)溫度傳感器的分類 溫度傳感器有線繞電阻式、陜西西安當?shù)責崦綦娮枋?、陜西西安當?shù)財U散電阻式和熱電耦式等,以熱電偶、陜西西安當?shù)責犭娮杷枚唷?
1)熱電偶。熱電偶將兩種不同性質的金屬貼合在一起,當環(huán)境溫度變化時,在其結合面上將產生電位差,這一原理可以用來測量溫度。
2)熱敏電阻。熱敏電阻利用導體的電阻隨溫度變化而變化的特性來測量溫度。熱敏電阻是屬于在溫度變化時電阻值變化較大(溫度系數(shù)大)的一種硅半導體,由鎳、陜西西安當?shù)劂~、陜西西安當?shù)劁\、陜西西安當?shù)劓V、陜西西安當?shù)劐i等金屬與一些金屬氧化物以適當比例混合并在高溫下燒結而成。所摻金屬氧化物的比例和燒結溫度的不同,可制成用于不同溫度范圍的熱敏電阻。
在一般情況下,將工作溫度范圍在-20~130℃的半導體用作水溫傳感器;將工作溫度范圍在600~1000℃的半導體用作檢測觸媒溫度的傳感器(如排氣溫度傳感器)。
按電阻值隨溫度變化的特性,可將熱敏電阻分為NTC型、陜西西安當?shù)豍TC型和CRT型三類。
①NTC(負溫度系數(shù))型隨著溫度上升電阻值減小的熱敏電阻。
②PTC(正溫度系數(shù))型隨著溫度上升電阻值增大的熱敏電阻。
③CRT(臨界溫度系數(shù))型隨著溫度上升電阻值按指數(shù)函數(shù)減小的熱敏電阻。
在上述三種熱敏電阻中,NTC型熱敏電阻較多地應用于柴油機傳感器。在工程上,熱敏電阻可根據(jù)需要制成各種不同形狀,其可測阻值范圍在幾歐姆至幾兆歐姆。NTC熱敏電阻溫度傳感器線性較差,利用鉑絲電阻隨溫度線性變化的特性可制成鉑熱敏電阻傳感器。
(2)水溫和潤滑油溫度傳感器 水溫傳感器一般安裝在缸體水套、陜西西安當?shù)馗左w出水口上,與冷卻水接觸,以盡量準確地檢測到缸體水溫的狀況,機油溫度傳感器則可安裝于機油冷卻器等處。溫度傳感器總成一般是由墊圈、陜西西安當?shù)厮疁貍鞲衅?、陜西西安當?shù)貙Ь€接頭三部分組成。
1)NTC型傳感器。NTC熱敏電阻式溫度傳感器內部是一個半導體熱敏電阻,具有負的溫度電阻系數(shù),可用于測量水溫和油溫。水溫、陜西西安當?shù)赜蜏赜?,電阻愈高;反之,溫度愈高,電阻愈低,溫度傳感器可以與水溫表、陜西西安當?shù)赜蜏乇磉B接,也可與柴油機ECU連接。
以水溫傳感器為例,當與水溫表連接時,若外殼搭鐵,則可只用一根連線。水溫傳感器與水溫表的組合可分為熱敏電阻式傳感器與雙金屬片式水溫表、陜西西安當?shù)責崦綦娮枋絺鞲衅髋c電磁式水溫表、陜西西安當?shù)責崦綦娮枋絺鞲衅髋c動磁式水溫表等數(shù)種。其中熱敏電阻式傳感器與雙金屬片式水溫表的線路連接:當水溫低時,熱敏電阻值高,回路中電流較小,電阻絲的發(fā)熱量小,雙金屬片稍有彎曲,指示針在低溫區(qū)(C區(qū))。當水溫高時,熱敏電阻值小,通過回路的電流較大,電阻絲的發(fā)熱量較大,雙金屬片彎曲變形較大,指示針指向高溫區(qū)(H區(qū))。公明發(fā)電機
水溫傳感器和柴油機ECU的連接:傳感器的熱敏電阻與ECU內部上拉電阻分壓后,產生一個隨熱敏電阻阻值的變化而變化的電壓、陜西西安當?shù)夭裼蜋CECU根據(jù)這一電壓的變化測得柴油機冷卻水溫度。
有些水溫傳感器包括2個熱敏電阻,有4個接線柱(四線型),2個接柱與柴油機ECU連接,另外2個接柱與水溫表連接。接線柱與柴油機ECU連接,向ECU提供水溫信號。接線柱與水溫表連接,顯示水溫讀數(shù)。
2)開關型水溫傳感器。雙金屬片式水溫傳感器可構成開關型傳感器,可與水溫過高報警燈連接。當冷卻水溫正常時雙金屬片變形小,觸點分開,報警燈不亮。如果冷卻水溫升高到95~105℃以上,雙金屬片由于溫度升高而彎曲變形較大,使觸點閉合,報警燈電路接通發(fā)亮。