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美媒:科學(xué)家發(fā)明可穿戴發(fā)電機(jī) 利用尿液供電
美媒稱,日前,一雙嵌入了微生物燃料電池(MFC)的襪子成功為一臺無線發(fā)射器提供了動力,并向一臺個(gè)人電腦發(fā)射了信號。這種MFC以尿液為燃料,靠穿戴者行走帶動循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術(shù)的可穿戴發(fā)電機(jī)提供動力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站12月11日報(bào)道,有關(guān)這項(xiàng)研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學(xué)》雙月刊上。
論文稱,這項(xiàng)試驗(yàn)是由英國西英格蘭大學(xué)布里斯托爾生物能源中心的揚(yáng)尼斯·耶羅普洛斯教授帶領(lǐng)的。
報(bào)道稱,襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料,依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講,續(xù)流MFC依靠一臺主電動泵來讓尿液在電池中循環(huán),不過本項(xiàng)試驗(yàn)完全依靠的是人體運(yùn)動。該試驗(yàn)使用的手動泵類似于簡單的魚循環(huán)系統(tǒng),行走動作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電,使其每兩分鐘向由個(gè)人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。
耶羅普洛斯說:“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電,這次想看一下我們是否能用可穿戴技術(shù)復(fù)制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給,僅靠人力供電——尿液作為燃料、腳部運(yùn)動作為泵?!?



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不同類型的發(fā)電機(jī)噴射系統(tǒng)的控制功能布置不完全一樣
控制裝置主要構(gòu)成與工作原理
電控柴油噴射系統(tǒng)中的控制裝置由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器以及連接它們的控制電路所組成。不同類型的電控四川樂山柴油發(fā)電機(jī)噴射系統(tǒng)的控制功能、控制方式和控制電路的布置不完全一樣,但基本原理相似。
傳感器
①溫度傳感器為掌握柴油機(jī)的熱狀態(tài),計(jì)算進(jìn)氣量及進(jìn)行排氣凈化處理,需要有能夠連續(xù)、地測量冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度與排氣溫度的傳感器。溫度傳感器種類很多,如熱敏電阻式、半導(dǎo)體二極管式、熱電偶式等。目前,柴油機(jī)常用熱敏電阻傳感器作為溫度傳感器,其利用對溫度敏感的電阻,阻值隨溫度變化的原理而工作。熱敏電阻溫度傳感器的測量電路比較簡單,只要把傳感器與一個(gè)精密電阻串聯(lián)連接到一個(gè)穩(wěn)定的電源上,就可利用串聯(lián)電阻上的分壓值反映溫度的變化。
②節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上,與節(jié)氣門聯(lián)動。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給電控單元(ECU),作為電控單元判定柴油機(jī)運(yùn)行工況的依據(jù)。
節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)型和線性輸出型兩種。開關(guān)型節(jié)氣門位置傳感器的內(nèi)部有兩個(gè)觸點(diǎn),分別為怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個(gè)觸點(diǎn)的閉合或斷開。當(dāng)柴油機(jī)在怠速時(shí),節(jié)氣門接近關(guān)閉,怠速觸點(diǎn)閉合,這時(shí)電控單元將指令電磁噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負(fù)荷時(shí),節(jié)氣門全開,使全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合,這時(shí)電控單元將輸出脈沖寬度長的電脈沖,以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個(gè)線性電位計(jì),由節(jié)氣門軸帶動電位計(jì)的滑動觸點(diǎn)。當(dāng)節(jié)氣門的開度不同時(shí),電位計(jì)輸出的電壓也不同,從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉(zhuǎn)換為大小不等的電壓信號傳輸給電控單元,使其地判定柴油機(jī)的運(yùn)行工況。
③曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內(nèi),用來檢測柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角以及作為控制點(diǎn)火和噴射信號源的 缸和各缸壓縮行程上止點(diǎn)信號。按照信號產(chǎn)生原理有光電式曲軸位置傳感器、傳感器。
④氧傳感器氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)。因排氣中氧的濃度可以反映混合氣空燃比的情況,所以在電控燃油噴射系統(tǒng)中可用于空燃比校正的反饋信號。目前,常用二氧化鈦(Ti02)和二氧化鋯(Zr02)兩種材料。
二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體,即二氧化鋯固體電解質(zhì)管,亦稱鋯管:管固定在帶有安裝螺紋的固定套內(nèi),鋯管內(nèi)表面與大氣相通,外表面與排氣相通,其內(nèi)外表面都覆蓋著一層多孔性的薄膜作為電極。氧傳感器安裝在排氣管上,為了防止排氣管內(nèi)廢氣中的雜質(zhì)腐蝕鉑膜,在鋯管外表的鉑膜上覆蓋一層多孔的陶瓷層,并加有帶槽口的防護(hù)套管。在其接線端有一個(gè)金屬護(hù)套上開有一孔,使鋯管內(nèi)表面與大氣相通。當(dāng)鋯管接觸氧氣時(shí),氧氣透過多孔鉑膜電極,吸附于二氧化鋯,并經(jīng)電子交換成為負(fù)離子。由于鋯管內(nèi)表面通大氣,外表面通排氣,其內(nèi)、外表面的氧分子分壓不同,則負(fù)離子濃度也不同,從而形成負(fù)離子由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的擴(kuò)散。當(dāng)擴(kuò)散處于平衡狀態(tài)時(shí),兩電極間便形成電動勢,所以二氧化鋯傳感器的本質(zhì)是化學(xué)電池,亦稱氧濃差電池。其輸出特性是,在過量空氣系數(shù)。
⑤爆振傳感器爆振傳感器用于檢測柴油機(jī)有無爆振發(fā)生,它是柴油機(jī)集中控制系統(tǒng)中的重要部件。爆振檢測可以有三種途徑:一是檢測汽缸壓力;二是檢測柴油機(jī)振動;三是檢測燃燒噪聲。目前較為常用的為振動檢測。例如,磁滯伸縮式爆振傳感器主要用于振動檢測,它是一種電感式傳感器。當(dāng)傳感器的固有振蕩頻率與柴油機(jī)爆振時(shí)的振動頻率相同時(shí),傳感器輸出 信號。



四川樂山柴油發(fā)電機(jī)為什么要定期保養(yǎng)維護(hù)
四川樂山柴油發(fā)電機(jī)組均為市電故障停電后的應(yīng)急備用電源的提供者,絕大多數(shù)時(shí)間機(jī)組處于待機(jī)備用狀態(tài),一旦停電,就要求機(jī)組“急時(shí)啟動,急時(shí)供電”否則備用機(jī)組將失去意義,如何才能達(dá)到此目的?實(shí)踐證明:加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)是經(jīng)濟(jì)有效的方法,因?yàn)闄C(jī)組長斯處于靜態(tài),機(jī)組本身各種材料會與機(jī)油、冷卻水、柴油、空氣等發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)、物理變化,從而將機(jī)組“停壞”。
1、 機(jī)組起動電瓶故障
電瓶長時(shí)間無人維護(hù),電解液水分揮發(fā)后得不到及時(shí)補(bǔ)充,沒有配置起動電瓶充電器,電瓶長時(shí)間自然放電后電量降低,或所使用的充電器需要人工定期進(jìn)行均充浮充倒換,由于疏忽未進(jìn)行倒換操作致使電瓶電量達(dá)不到要求,解決此問題除了配置高品質(zhì)充電器外,必要的檢測維護(hù)是必須的。
2、 水進(jìn)入柴油機(jī)
由于空氣中水氣在溫度的變化發(fā)生冷凝現(xiàn)象,結(jié)成水珠掛附在油箱內(nèi)壁,流入柴油,致使柴油含水量超標(biāo),這樣的柴油進(jìn)入發(fā)動機(jī)高壓油泵,會銹蝕精密耦合件-----柱塞,嚴(yán)重的會損壞機(jī)組,定期維護(hù)即有效可避免。
3、 機(jī)油的保持期(二年)
發(fā)動機(jī)的機(jī)油是機(jī)械潤滑作用,而機(jī)油也有一定的保持期,長時(shí)間存放,機(jī)油的物理化學(xué)性能會發(fā)生變化,造成機(jī)組工作時(shí)潤滑狀況惡化,容易引發(fā)機(jī)組零件損壞,所以潤滑油要定期更換。
4、 三濾的更換周期(柴濾、機(jī)濾、空濾、水濾)
濾器是起到對柴油、機(jī)油或水過濾作用的,以防雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi),而在柴油中油污、雜質(zhì)也是不可避免的存在,所以在機(jī)組運(yùn)行過程中,過濾器就起到了重要作用,但同時(shí)這些油污或雜質(zhì)也就被沉積在濾網(wǎng)壁上而使濾器過濾能力下降,沉積過多,油路將無法暢通,這樣油機(jī)帶載運(yùn)行時(shí)將會因油無法供給而休克(如同人缺氧),所以正常發(fā)電機(jī)組在使用過程中,我們建議: 、常用機(jī)組每500 小時(shí)更換三濾;第二、備用機(jī)組每二年更換三濾;
5、 冷卻系統(tǒng)
水泵、水箱及輸水管道長時(shí)間未作清洗,使水循環(huán)不暢,冷卻效果下降,水管接頭是否良好、水箱、水道是否有漏水等,如果冷卻系統(tǒng)有故障,導(dǎo)致的后果有: 、冷卻效果不好而使機(jī)組內(nèi)水溫過高而停機(jī),威爾信機(jī)組常見;第二、水箱漏水而使水箱內(nèi)水位下降,機(jī)組也會無法正常工作(為防止在冬季使用發(fā)電機(jī)時(shí),水管凍結(jié),我們建議 在冷卻系統(tǒng)中安裝水加熱器)。
6、 潤滑系統(tǒng)、密封件
由于潤滑油或油酯的化學(xué)特性及機(jī)械磨損后產(chǎn)生的鐵屑,這些不僅降低了它的潤滑效果,還加速了零件的損傷,同時(shí)由于潤滑油對橡膠密封圈有一定的腐蝕作用,另外油封本身也隨時(shí)而老化使其密封效果下降。
7、 燃油、配氣系統(tǒng)
發(fā)動機(jī)功率的輸出主要是燃油在缸內(nèi)燃燒做功而燃油是通過噴油嘴噴出,這就使燃燒后的積炭沉積于噴油嘴,隨沉積量的增加噴油嘴噴油量將受到一定影響,導(dǎo)致噴油嘴點(diǎn)火提前角時(shí)間不準(zhǔn),發(fā)動機(jī)各缸噴油量也就不均勻,工作狀態(tài)也就不平穩(wěn),所以定期對燃油系統(tǒng)的清洗,過濾部件的更換其供油暢通,對配氣系統(tǒng)的調(diào)正使其點(diǎn)火均勻。
8、 機(jī)組的控制部分
油機(jī)的控制部分也是機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)的重要部分,機(jī)組使用過長,線路接頭松動,AVR模塊工作是否正常

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