Czujniki bez zewnętrznego zasilania

Czujniki bez zewnętrznego zasilania

Dzięki badaniom przeprowadzonym przez Frauhofer Institute, w przyszłości nadzorowanie stanu samolotów i innych obiektów może być znacznie łatwiejsze. Wszystko za sprawą czujników monitorujących stan ich powierzchni. Energia potrzebna do ich zasilenia będzie generowana dzięki różnicy temperatur.

Zderzenie samolotu z ptakiem może być fatalne w skutkach nie tylko dla samego zwierzęcia. Siła uderzenia jest często zdolna do zdeformowania struktury kadłuba maszyny, co prowadzi do powstania naprężeń i w efekcie pęknięć. W przyszłości, sensory będą mogły wykryć podobne uszkodzenia we wczesnym stadium, co uprości obsługę i naprawę. Czujniki są lekkie i nie wymagają przewodów czy baterii. Czerpią energię z różnicy temperatur pomiędzy powietrzem zewnętrznym (-20 do -50 st. C) a zamkniętym w przedziale pasażerskim (ok. 20 st. C). Ponieważ nie jest wymagane zasilanie zewnętrzne, czujniki mogą być rozmieszczone w trudno dostępnych miejscach.

Badacze Frauhofer Institute for Physical Measurement Techniques w niemieckim Freiburgu wciąż pracują nad systemem zaopatrzenia urządzeń w energię. Dr Dirk Ebling mówi: „Korzystamy z ogniw termoelektrycznych, opracowanych przy współpracy z Micropelt GmbH i adaptujemy je tak, aby działały odpowiednio wydajnie.”

Materiały termoelektryczne to półprzewodniki wytwarzające napięcie pod wpływem różnicy temperatur. Pojedyncze elementy połączone w baterię są w stanie wygenerować ilość energii wystarczającą do zasilenia niewielkich odbiorników jak czujniki czy urządzenie bezprzewodowo przekazujące sygnał do centralnej jednostki monitorującej.

Do badań nad ogniwami wykorzystywana jest komora klimatyczna symulująca warunki w jakich pracuje kadłub samolotu. Pierwsze działające prototypy zostały już skonstruowane. Niemniej jednak opracowanie w pełni funkcjonalnych, kompletnych systemów złożonych z czujnika, ogniwa termoelektrycznego, urządzenia przechowującego energię, elektroniki sterującej ładowaniem i modułu transmisji danych zajmie jeszcze około 3 lat.

Liczba zastosowań podobnych czujników jest długa. Od motoryzacji (eliminacja ciężkich przewodów), przez monitoring stanu budynków, zastosowanie w medycynie aż po sensory zintegrowane z ubiorem, czerpiące energię z ciepła ludzkiego ciała.

(bj)