基于摩擦感应电的船舶吃水自驱动传感技术研究

发布时间：2024-12-27 03:13

　　船舶吃水是监测航行姿态重要的指标,对保证船舶稳性、机动性,以及防止船舶翻覆、搁浅等水上交通事故具有重要意义。目前,船舶吃水监测系统存在精度不足,系统复杂,成本较高等问题。本文基于摩擦纳米发电机原理设计了一种分布隔空式水位传感器(DET-TWLS),并系统研究了该传感器的工作性能。该传感器具有精度高,轻便,自驱动等优势,在水位测量、自驱动传感等方面具有广阔的应用前景。本文的主要研究内容与结论如下:首先,通过研究水平摩擦式摩擦纳米发电机工作机理,本文建立隔空式固液摩擦纳米发电机(T-TENG)V-Q-x关系方程,掌握隔空式固液摩擦纳米发电机终端感应电压Voc随水位高度的变化规律,并利用有限元法进行仿真验证。在此基础上,分析优化后的DET-TWLS水位高度信息采集机理并仿真验证。其次,本文采用激光烧蚀技术与蒸发喷溅镀膜工艺制备出管式固液摩擦纳米发电机(T-TENG),增大了表面电荷密度并提高了疏水性能。基于隔空式电极结构,采用控制变量实验方法,系统研究了器件不同材料特性及尺寸参数对输出性能的影响机理。实验结果表明,感应电压与转移电荷量的变化趋势一致,与电极宽度、管路直径呈正比关系,其输出峰值分...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１世界海运量与世界经济发展关系??

具有重要的意义，影响着国家与国家之间的沟通发展。赋予了各个国中的优势、强势或劣势。在某种意义上，它是一种最富价值的战对依赖海洋运输的国家，海运航线及海上通道的天赋性和固有性都在方式产生举足轻重的影响［１］。海洋运输航线是实施国家利益的一个不掌控海洋运输航线的国家，就无法掌控国家的....

图１．２不同运输方式能效对比??Ｆｉｇ?１．２?Ｔｈｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔ?ｍｏｄｅｓ??

２）船舶能效??相比于其它运输方式，船舶运输具有低成本、单位能耗小、运输量大、输??送距离远的优点［２７］，如图１．２所示。针对大型货物运输，船舶运输在世界经贸??的发展中具有重要的意义。因此，提高船舶运营能效水平势在必行。??飞机】！！■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■....

图１．３基于超声波吃水检测方法原理??

２）船舶能效??相比于其它运输方式，船舶运输具有低成本、单位能耗小、运输量大、输??送距离远的优点［２７］，如图１．２所示。针对大型货物运输，船舶运输在世界经贸??的发展中具有重要的意义。因此，提高船舶运营能效水平势在必行。??飞机】！！■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■....

图１．４单束波阵列监测原理图??

??阵列，来补偿超声波测距的局限性，如图１．４所示。该方法是将多个单波束超声??波传感器安装于固定航道水下支架上，超声波传感器向上发射超声波，超声波在??分别接触水面以及船体后返回，根据往返时间计算出安装位置到水面以及船体的??距离，二者的差值就是船舶的吃水深度。这种方法只能在安....

本文编号：4021050