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‘外围买球’轮胎控制传感器成本可能低至一美分

本文摘要:总规模大约20亿美元的轮胎掌控传感器市场,有可能被一种创意但超低价的印刷传感器被打乱。杜克大学(DukeUniversity)的研究人员和FetchAutomotiveDesignGroup合作开发了一种使用金属碳纳米管的全新设计,能以99%的精度跟踪轮胎纹路深度的毫米级变化,并在遇上危险性时警告司机,而且成本可低至一美分。

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总规模大约20亿美元的轮胎掌控传感器市场,有可能被一种创意但超低价的印刷传感器被打乱。杜克大学(DukeUniversity)的研究人员和FetchAutomotiveDesignGroup合作开发了一种使用金属碳纳米管的全新设计,能以99%的精度跟踪轮胎纹路深度的毫米级变化,并在遇上危险性时警告司机,而且成本可低至一美分。杜克大学的电气与计算器工程系副教授AaronFranklin认为,用作当前汽车中的所有技术和传感器,完全没任何数据就是指汽车实际与道路认识中而搜集的,而新的研发的轮胎胎面传感器则是高端技术与非常简单解决方案的新融合。

该技术主要倚赖电磁场与金属导体的相互作用。传感器的核心是通过摆放两个彼此十分相似的小导电电极而构成。

通过将波动电压产生到其中一个并使另一个短路,之后能在电极之间构成电场。图:在柔性表面上的印刷碳纳米管。轮胎胎面传感器的原型坐落于中间,其二外侧分别是杜克大学和Fetch集团的标志。

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(图片来源:杜克大学)虽然大部分电场必要通过两个电极之间,但它们之间有一些场弧。当材料摆放在电极顶部时,它不会阻碍所谓的“边缘场”。通过短路电极的电号召来测量这种阻碍,可以确认覆盖面积传感器的材料的厚度。虽然这种设置可以检测到的材料厚度受限,但是不足以涵括当今轮胎的几毫米胎面。

而亚毫米分辨率也能动态警告驾驶员何时必须出售新的轮胎;或是通过相连网格中的多个传感器来覆盖面积轮胎宽度,以获取关于不均匀分布和不具危险性的轮胎磨损信息。测试表明,映射在轮胎内的金属网会毁坏新的传感器的操作者。

图:传感器被摆放在轮胎的内侧,轮胎壁和胎面阻碍两个电极之间的电场。这种阻碍能用毫米精度测量橡胶厚度。(图片来源:杜克大学)这个方法看起来非常简单,但“当我们向业内专家讲解这个点子时,他们不会相互说道:为什么我们以前没尝试过?”Franklin说道。

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研究人员还在探寻如何通过传感器尺寸、结构、基底和墨水材料等有所不同变量来优化新的传感器的性能。截至目前,通过在柔性聚酰亚胺膜上印刷由金属碳纳米管做成的电极可获得最佳结果。除了获取最差的结果之外,金属碳纳米管的耐用性不足以在轮胎内的险恶环境中存活。大多数传感器可以用于气溶胶喷墨打印机打印机,即使在轮胎本身的内部亦然。

虽然目前还不确认必要印刷将是最差的生产方法,但无论使用何种方法,Franklin称之为一旦量产,传感器的成本将高于一分钱。另外,Franklin和研究人员也期望能将印刷传感器的应用于扩展到其他的汽车应用于,如保持剎车片厚度或轮胎内的气压等。

研究人员早已明确提出两项专利,正在等候审查。


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本文来源:外围买球-www.lwfutian.com

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