Докторант Лимерикского университета изучает промышленные вибрации для питания датчиков Интернета вещей

Репортаж от Wedoany，Докторант Лимерикского университета (University of Limerick, UL) Ибну Тауфан (Ibnu Taufan) исследует возможность использования вибраций, создаваемых промышленным оборудованием, для питания датчиков Интернета вещей, чтобы сократить расход батарей и снизить зависимость от электросети. Частично вдохновением для этого исследования послужил его детский вопрос о длительном строительстве самого длинного моста в Индонезии — моста Сурамаду.

Когда Тауфан изучал инженерную физику в Технологическом институте Сепулух Нопембер (Institut Teknologi Sepuluh Nopember), его преподаватель, разбирая знаменитый случай обрушения моста Такома (Tacoma Bridge) из-за резонанса, помог ему понять физические принципы, стоящие за вибрациями мостов, что ещё больше разожгло его интерес к исследованию вибраций. После получения степени бакалавра он работал инженером по продуктам и разработке в индонезийской компании по производству насосов, специализируясь на использовании вибрационных сигналов для мониторинга состояния машин и уменьшении чрезмерных движений конструкций с помощью контроля вибраций.

Несколько лет спустя Тауфан получил возможность поступить в докторантуру Лимерикского университета по направлению сбора энергии из вибраций. Цель этого нового направления — не уменьшение нежелательных вибраций, а сбор «отработанных» вибраций из машинной среды и преобразование их в электрическую энергию для устойчивого питания датчиков Интернета вещей в приложениях Индустрии 4.0. Тема его докторского исследования — разработка нового широкополосного пьезоэлектрического сборщика энергии из вибраций (PVEH) для питания датчиков превентивного обслуживания и оптимизации производительности.

Тауфан объясняет, что промышленность в настоящее время полагается на батареи или электросеть для питания датчиков мониторинга, что в удаленных районах является дорогостоящим и неустойчивым. Разработанное им устройство PVEH может собирать вибрации окружающей среды непосредственно от машин, обеспечивая работу без батарей. Ценность этой технологии заключается в уменьшении загрязнения тяжелыми металлами при производстве и утилизации батарей, а также в отказе от дорогостоящей прокладки электросетей для тысяч удаленных датчиков.

Тауфан использует метафору «танца» для объяснения принципа резонанса в своем исследовании. Он сравнивает конструкцию с человеком, а внешний источник вибрации — с музыкой. Когда частота внешней вибрации совпадает с собственной частотой конструкции, конструкция начинает «танцевать», как человек, услышавший любимую музыку; такой резонанс может привести к высокой выходной мощности. В его исследовании необходимо спроектировать сборщик так, чтобы его собственная частота была близка к рабочей частоте машины, тем самым получая электрическую энергию от «танца» машины для питания датчиков Интернета вещей.

Тауфан считает, что технология сбора энергии из вибраций (VEH) в будущем будет играть важную роль в Индустрии 4.0. Инженерам по обслуживанию больше не придется вручную контролировать машины или заменять батареи датчиков; в железнодорожной отрасли вибрации, создаваемые проходящими поездами, могут питать датчики Интернета вещей, контролирующие состояние путей, предотвращая сбои в движении. Однако он также отмечает, что VEH пока не может полностью заменить батареи в таких малых устройствах, как умные часы, поскольку достижение низкочастотного резонанса в малом объеме остается нерешенной задачей. Тауфан планирует после завершения докторантуры остаться в академической среде и продолжить преподавание и исследования, связанные с вибрациями.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com