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摘要
偏远山区作为滑坡易发区，受限于供电困难和安装成本高等问题，难以普及设站观察、卫星遥感等山体滑坡监测方法，为此提出一种基于摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerator, TENG）的自供能传感器，用于预警山体滑坡．该传感器为圆管状自供能传感器，使用聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene,PTFE）和铝（Al）作为传感单元的摩擦层，通过圆管内外磁铁的磁力作用使两摩擦层接触并跟随磁铁发生相对滑动．通过COMSOL软件仿真分析该传感器工作原理，并设计实验确定摩擦层材料宽度最优值．该自供能传感器具有磁体材料驱动内部TENG的新颖的结构和传感机制，分析其在不同相对滑动速度和分离距离下的输出电信号可得，当相对滑动速度为0.05 m/s时，输出电压为1.31 V，输出短路电流为0.17μA．在实验室模拟山体滑坡时，该自供能传感器输出电压为2.5 V，能够准确检测滑坡位置．研究拓展了TENG在地质灾害监测领域的发展和应用，为构建自供能传感器和自驱动系统提供了良好的选择．
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