近日,在為美國國防部高級研究計劃局(DAPRA)項目做研究的美國東北大學研究團隊推出了一款新型的傳感器,該傳感器可以在信號傳輸間斷期間停止耗電,實現自我休息。
據了解,目前,最先進的傳感器使用的都是有源電子元件來實現信號的檢測,而且即使在沒有信號傳輸的狀態下,它們也會不斷消耗電力,這極大地限制了傳感器的使用壽命,因此間接阻礙了物聯網的發展。
而這款紅外數字化傳感器將打破這一瓶頸,讓其更加智能。它是通過檢測紅外線來實現對自身的開啟,雖然人眼看不見紅外線,但是生活中如人類、汽車和火等都能發出紅外線信號,于是當紅外線信號出現時,該傳感器就自動開啟,而當信號消失時,傳感器將自動關閉,進入休眠狀態。
此紅外數字化傳感器是由等離子體增強的微機械照明開關(PMP)組成,從內部機理上來看,當射線出現時,該傳感器會根據程序設定好的光譜波長要求來檢測收到的光信號,并將光信號轉換為電能,使內部兩個電觸點產生導電通道,從而開啟并持續為傳感器的運作供電,而無需外接電源來為之供電。
此外,該傳感器的輸出是數字信號,即當傳感器暴露在紅外線中時,輸出端具有導通/截止電導比>1012和亞閾值斜率>9 dec nW-1的截止狀態轉換特性。
對此,DAPRA的項目經理Troy Olsson在其博客中描述道:“首先,紅外信號源的能量啟動了傳感元件,且促成了關鍵傳感器部件的物理運動;接著,這些運動維持開路元件的機械閉合狀態,從而反過來保持元器件對紅外信號的持續檢測,這樣一種循環恰好實現了一種持續供電狀態。”
關于該技術的應用,Olsson還表示,每個傳感器將會根據需求采用多個特定傳感元件,每個元件都會被調諧以吸收特定光波長,這樣它們將組成能夠分析出紅外光譜的復雜邏輯電路。因此,實際應用中,我們就可以根據能量來源和需求的不同,生產特定的傳感器元件。
一直以來,在惡劣環境下布局無線傳感器網絡,電池壽命問題都是一大核心問題,顯然,此款紅外數字傳感器為此類問題提供了解決辦法和新思路。此外,隨著“無人”概念在眾多行業的興起,考慮到電力浪費等問題,為降低成本,采用此種傳感器亦不失為一種優選。