محققان سنسور ضد آتشِ خود - توان می‌سازند

 
نوشته McMaster University
 

توضیح تصویر: محققان دانشگاه McMaster در حال کار با همکاران مؤسسات دیگر، در مورد توسعه یک سنسور ضد آتش خود تنظیم توان یافته با حرکت، برای رد یابی حرکتهای آتش نشانها ، پولاد کاران، معدنچی ها و دیگران که در خارج از خط دید در محیطهای با خطر بالا کار می ‌کنند، هستند. اعتبار: دانشگاه مکمستر
 
محققان Mc Master در حال کار با شرکای دیگر در دانشگاه‌ ها، یک سنسور حرارتی ایجاد کرده‌اند که می تواند حرکت ‌های آتش نشانان، کارگران فولاد، معدنچیان و دیگران ، که در محیطهای با خطر بالا کار می ‌کنند ، جایی که همیشه نمی‌توانند دیده شوند، را دنبال کند.
 
این سنسور کم هزینه تقریباً به اندازه یک باتری ساعت دکمه‌ای است و می‌تواند به راحتی درون یک چکمه یا تحت بازوی ژاکت قرار گیرد - هر کجا که حرکت ایجاد یک الگوی تماس و رها سازی ثابت می‌کند و به این ترتیب تولید توانی می ‌کند که سنسور برای کار نیاز دارد.
 
سنسور از شارژهای ترایبوالکتریک یا شارژ اصطکاکی استفاده می ‌کند که الکتریسیته را از حرکت به دست می‌آورند، چیزی که بسیار مشابه است با این که یک فرد که جوراب پوشیده است الکتریسیته ساکن را در در حین راه رفتن روی یک فرش جمع آور یا جاروب می‌کند.  سنسور از شارژهای ترایبوالکتریک یا شارژ اصطکاکی استفاده می‌‌کند که الکتریسیته را از حرکت به دست می‌آورند
 
سنسور می‌تواند حرکت و مکان یک فرد را در یک ساختمان در حالِ سوختن، یک  تونل معدن یا دیگر محیط های خطرناک دنبال کند، و در صورت توقف جنبش، به کس دیگری که حرکتها را دنبال می‌کند هشدار دهد.
 
ماده کلیدی در سنسور، که یک نانو کامپوزیت جدید کربن آئروژل است، ضد آتش است، و دستگاه هرگز از یک منبع برق بیرونی شارژ نمی شود.
 
Ravi Selvaganapathy، استاد مهندسی مکانیک که این پروژه را نظارت می کند، می گوید: "اگر کسی بی هوش شده باشد باشد و شما نتوانید او را پیدا کنید، در آن لحظه این دستگاه بسیار مفید خواهد بود." "چیز خوب این است که به دلیل خود - توانی، شما لازم نیست کاری انجام دهید. دستگاه توان خود را از محیط جارو می‌کند."
 
تیم تحقیقاتی - از McMaster، UCLA و دانشگاه شیمی و فناوری پراگ – این سنسور جدید را در مقاله ای که در مجله Nano Energy منتشر شد ، شرح داد.
 
محققان توضیح می دهند که سنسورهای خود - توان که قبلا توسعه یافته اند، امکان رد یابی مشابهی را فراهم کرده اند، اما مواد آنها غالباً در دماهای بالا ناموفق عمل می کند.  این هیجان انگیز است که چیزی را توسعه دهیم که بتواند زندگی کسی را در آینده نجات دهد.
 
همچنین به یک سنسور خود - توان در گرمای شدید نیاز است زیرا اکثر باتری ها در دماهای بالا خراب می شوند و بنا بر این نمی‌توان از یک دستگاه مشابه باتری دار برای این نوع سنسور استفاده کرد. محققان این تکنولوژی جدید را در دمای بالای 300 درجه سانتی گراد، که اکثر انواع چوب شروع به سوخته شدن می کنند، بدون هیچ گونه افت عمل کردی، آزمایش کرده اند.

 
اسلام حسن، یکی از متخصصان در مک مَستر که دارای مدرک کارشناسی ارشد است، گفت: "این هیجان انگیز است که چیزی را توسعه دهیم که بتواند زندگی کسی را در آینده نجات دهد." او دانشجوی مهندسی مکانیک است. "اگر آتش نشانان از تکنولوژی ما استفاده کنند و ما با این تکنولوژی توانسته باشیم زندگی کسی را نجات دهیم، این عالی خواهد بود. " محققان امیدوارند با استفاده از یک شریک تجاری بتوانند تکنولوژی را به بازار عرضه کنند.
 

 محققان در Surrey اولین سنسور ارزان قیمتی را ایجاد کرده اند که می تواند با استفاده از مؤلفه هایی دم دستی، کشش اصطکاک سطحی را دقیقاً اندازه گیری کند.
 

 

توضیح تصویر: این حسگر مصنوعی ویسکر است. اعتبار: دانشگاه سوری
 
سنسور عمدتا برای بخش هوا فضا طراحی شده است؛ زیرا غلبه بر کشش اصطکاک سطحی، حدود 50 درصد مصرف سوخت را در یک هواپیمای تجاری در شرایط کروز در بر دارد. یکی دیگر از برنامه های کاربردی بالقوه در خطوط لوله طولانی است که در آن قدرت مورد نیاز برای پمپ کردن مواد از داخل لوله به طور کامل برای غلبه بر اصطکاک صرف می شود.
فن آوری جدیدِ "ویسکر مصنوعی" توسط دکتر دیوید بچ از گروه مهندسی مکانیک مهندسی در همکاری با دکتر پل ناتان از Surrey Sensors Ltd تهیه شده است. سنسور عمدتا برای بخش هوا فضا طراحی شده است؛ زیرا غلبه بر کشش اصطکاک سطحی، حدود 50 درصد مصرف سوخت را در یک هواپیمای تجاری در شرایط کروز در بر دارد.
 
این تکنولوژی با استفاده از یک تغییر هدف استفاده در یک سنسور فشار Honeywell 10 پوند، و ایجاد یک حسگر که ابعاد آن  کمتر از یک میلیمتر اندازه گیری شده است، توسعه یافته است. علاوه بر هزینه های بسیار پایین تر از نمونه های اولیه موجود در حال حاضر، حساسیت فوق العاده ای را نیز ارائه می دهد. این دستگاه، حساس به نیروهایی تا حدود 2 نانو نیوتون است – که معادل با تغییر وزن یک قطعه کاغذ است اگر از موی انسان برای سوراخ کردن در آن استفاده شود.
 
سنسورها مانند یک جوی استیک خیلی کوچک عمل می کنند که دارای ستون‌هایی هستند که حساس به اندازه و جهت وزنهای اعمال شده هستند و یک نیروی اعمال شده را به سمت جلو و یا کنار بر می‌گردانند. این سیستم در تونل باد EnFlo Surrey مورد آزمایش قرار گرفته است.
 
Dr. Birch اظهار داشت: " تا به امروز هیچ روش قابل اعتمادی برای اندازه گیری مستقیم اصطکاک سطحی، به جز استفاده از یک پارچه سازی نمونه های پیشرفته ای که نیاز به بودجه هفت رقمی دارند، وجود نداشته است. این سنسورِ دارای حساسیت بالا که هزینه آن حدود 20 پوند است راه حل دقیق و مقرون به صرفه‌ای را ارائه می دهد. "
 
علاوه بر برنامه های کاربردی در اندازه گیری سیال، سنسور همچنین می تواند در رباتیک و haptics (شبیه سازی مکانیکی لمس) مورد استفاده قرار گیرد.
 
برگرفته از سایت های تِ اکسپلور و فیز اُرگ

مترجم: حمید وثیق زاده انصاری