TBSI bei Tsinghua SIGS hat einen triboelektrischen Schwingungssensor für die Überwachung des Maschinenzustands entwickelt

Das Team von Wenbo Ding am Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute der Tsinghua Shenzhen International Graduate School, hat wichtige Errungenschaften in der Forschung zur Vibrationserkennung erzielt. In ihrer Studie entwickelte das Team einen hochempfindlichen selbstbetriebenen Schwingungssensor basierend auf dem triboelektrischen Nanogenerator (TENG), der erfolgreich zur Überwachung der Betriebsbedingungen von mechanischen Getriebesystemen verwendet wird und eine Erkennungsgenauigkeit von 99,78 % erreicht. Der Forschungsartikel „A Highly Sensitive Triboelectric Vibration Sensor for Machinery Condition Monitoring“ wurde in der Zeitschrift _Advanced Energy Materials_ veröffentlicht und für die Titelseite der aktuellen Ausgabe ausgewählt (https://doi.org/10.1002/aenm.202201132).

Vibrationssensoren sind in einer Vielzahl von Anwendungen stark involviert. Gerade in der Ära des Internets der Dinge ist die Entwicklung von selbstbetriebenen Schwingungssensoren zu einem sehr bedeutsamen und dabei herausfordernden Problem geworden. In diesem Whitepaper wird ein hochempfindlicher selbstbetriebener Schwingungssensor auf der Grundlage von TENG für die Maschinenzustandsüberwachung untersucht. Die triboelektrischen Schichten, die aus flexiblem dielektrischen Film und porösem Metallmaterial hergestellt werden, verbessern effektiv die Empfindlichkeit des TENG-Sensors. Der TENG-Sensor kann Schwingungen von 1 bis 2.000 Hz erkennen, und das Ausgangssignal des TENG-Sensors weist auch in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit keine Wellenverzerrungen auf. In Kombination mit Algorithmen für maschinelles Lernen wurde das TENG-System erfolgreich eingesetzt, um die Betriebsbedingungen mechanischer Getriebesysteme mit hoher Genauigkeit zu überwachen. Die Ergebnisse können sowohl auf einem Computerbildschirm als auch auf anderen mobilen Geräten in Echtzeit angezeigt werden. Darüber hinaus kann das System für die Vibrationserkennung in anderen Bereichen wie Luftverdichter, Wärmepistolen oder für die Erkennung von hohlen Ziegeln verwendet werden. Die erfassten Daten werden von einem eingebetteten System weiterverarbeitet und auf einem lokalen Bildschirm angezeigt. Diese Arbeit stellt einen soliden Fortschritt in Richtung der praktischen Anwendung von TENG in der Schwingungserkennung dar und bietet ein großes Potenzial für die Entwicklung einer selbstbetriebenen Schwingungserkennung.

INFORMATIONEN ZUM TSINGHUA-BERKELEY SHENZHEN INSTITUTE (TBSI)

Das Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute (TBSI) wurde gemeinsam von der Tsinghua University und der University of California, Berkeley mit Unterstützung der Stadtregierung von Shenzhen gegründet. Es bietet einen doppelten Master-Abschluss in Datenwissenschaft und Informationstechnologie vollständig in englischer Sprache an. Nach Erfüllung der Abschlussanforderungen von TBSI und UC Berkeley können die Studierenden einen dualen Abschluss erwerben. Promotionsstudien werden sowohl an der Tsinghua University als auch an der UC Berkeley durchgeführt.

WEITERE INFORMATIONEN:

https://www.sigs.tsinghua.edu.cn/en/2022/0929/c1402a58113/page.htm

https://live.eeo.cn/pc.html?lessonKey=b79662b06d572596

Kontakt:
Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute
Tel.: 86-755-86564625
E-Mail: tbsi@tbsi.tsinghua.edu.cn
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