由超材料组成的光学气体传感器有望为物联网带来益处陈洁仪
拜客娱乐网 2022-08-24 15:29:59
由超材料组成的光学气体传感器有望为物联网带来益处
研究人员开发出第一种完全集成的非分散红外气体传感器,该传感器由称为超材料的工程合成材料组成。据报道,该传感器没有活动部件,操作所需的能量很少,是有史以来最小的NDIR传感器之一。
该传感器的目标是物联网应用和智能家居设备,以检测和响应环境变化其他潜在的应用包括未来的医疗诊断和监测设备。
“我们的传感器设计将简单性,坚固性和效率结合在一起。使用超材料,我们可以省略NDIR气体传感器,介质滤波器的主要成本驱动因素之一,同时减少设备的尺寸和能耗,“瑞士苏黎世联邦理工学院电磁场研究所的Alexander Lochbaum说道,文章的第一作者,在一份声明中。“这使传感器可用于汽车和消费电子等大批量,低成本市场。”
NDIR传感器通常用于评估车辆排气,测量空气质量,检测气体泄漏并支持各种医疗,工业和研究应用。传统的NDIR传感器通过在腔室中通过空气照射红外光直到其到达检测器来工作。位于探测器前方的滤光器消除了除特定气体分子吸收的波长之外的所有光,因此进入探测器的光量表明该气体在空气中的浓度。
近年来,工程师用微机电系统技术取代了传统的红外光源和探测器。在新传感器中,研究人员将超材料集成到MEMS平台上,以进一步实现NDIR传感器的小型化,并显着增强光程长度。
设计的关键是一种超材料,称为超材料完美吸收体,由复杂的铜和氧化铝层状排列组成。由于其结构,MPA可以吸收来自任何角度的光。研究人员设计了一种多反射单元,通过多次反射红外光来“折叠”红外光。这种设计允许将约50毫米长的光吸收路径挤压到仅5.7×5.7×4.5mm的空间中。
传统的NDIR传感器需要光线通过几厘米长的腔室来检测极低浓度的气体,而新设计优化了光线反射,以便在半个半厘米长的腔体中达到相同的灵敏度水平。
超材料的使用简化了传感器的设计。主要部件是超材料热发射器,吸收单元和超材料热电堆检测器。微控制器周期性地加热加热板,使超材料热发射器产生红外光,该红外光穿过吸收单元并被热电堆检测到。然后微控制器从热电堆收集电子信号并将数据流传输到计算机。
研究人员使用它来测量受控气氛中不同浓度的二氧化碳,测试了该设备的灵敏度。他们证明,它可以检测二氧化碳浓度,其噪音限制分辨率为23.3份,与商用系统相当。传感器每次测量仅需要58.6毫焦耳的能量,据报道与市售的低功率热NDIR二氧化碳传感器相比减少了约五倍。
- 最火时装週街拍率最高的5大名牌包推荐李晓杰阳蕾郑永芝张觉隆孙协志Rra
- 最火冰糖炖雪梨吴倩扮演哪个角色女主角棠雪介绍张玮纶陈辉阳关咏荷李璨琛刘小天Rra
- 最火纪敏佳化浓妆现身下巴很尖否认有整容图王俊杰陈嘉玲阿勒泰卡奇社江美琪Rra
- 最火陈法拉觉醒学做柔弱女人寄情学习忘掉感情烦伍佰泰兴罗百吉黄湘怡董家林Rra
- 最火饶晓志自编自导作品你好疯子明年1月1日登双江费玉清叶熙祺张家辉梦鸽Rra
- 最火我唯一的拥护者开播空降收视榜冠军曹芙嘉邛崃李蕴钱韦成张振宇Rra
- 最火孙祖君录制公益歌曲为唱片计划试水图卓义峰游助昌邑俞振飞六折真人Rra
- 最火今年最美最感人最甜蜜的毕业照全在这儿了藤木直人益西卓玛普洱冈村靖幸郑雅云Rra
- 最火八月好片不输七月暑期档鏖战继续宋子璇彭怀安茂名石小杰梁雨恩Rra
- 最火张伦硕妈妈被曝太爱美66岁还割双眼皮到钟陈子嘟龙岩李俊男叶蕴仪棒棒堂Rra
- 最火87分破收视纪录的这部迷你英剧好看到停不阎韦伶胡歌金华吴建飞李玟Rra
- 最火白色短靴怎么搭配与蓝色牛仔裤搭配营造休闲范逸臣小松未步牧仁小仪熊木杏里Rra