基于摩擦纳米发电机的气体流量传感器

作者：韩阳; 黄河; 赵世昌; 吴川^*; 宋尧; 钱俊国; 李佩泽

来源：微纳电子技术, 2021, 58(09): 804-850.

DOI：10.13250/j.cnki.wndz.2021.09.007

• 传感器
• 摩擦纳米发电机
• 气体流量
• 摩擦起电
• 自供电功能

气体流量是工农业生产及科学研究的重要控制参数,有必要进行实时测量。基于摩擦纳米发电机研制了一种具有自供电功能的气体流量传感器。传感器在气体流经时产生摩擦起电,从而输出与气体流量呈正比的摩擦电信号,实现自供电式传感,即传感器具有传感器和发电机的双重功能。对传感器的理论输出信号进行了推导建模。实验结果表明,传感器的测量范围为20～100 mL/s,测量误差<3%,且最高工作环境温度≤150℃。传感器的发电实验显示其最大输出电压和电流分别为3.2 V和3.2×10-6 A,且当外接负载为106Ω时可达最大输出功率为2.8×10-6 W。此外,还对现场实验数据存在较大干扰信号时的数据处理方法进行了研究。与现有的气体流量传感器相比,所设计的传感器为自供电式传感器,无需外接电源便可工作,因此将更加适宜野外分布式的工况环境。

• 单位
  中国地质大学（武汉）