เซ็นเซอร์การสั่นแบบไทรโบอิเล็กทริก เพื่อใช้ตรวจสภาพเครื่องจักร

คณะวิจัยของเหวินปั๋ว ติง (Wenbo Ding) ที่สถาบันซิงหัว-เบิร์คลีย์ เซินเจิ้น (Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute) ในสังกัดบัณฑิตวิทยาลัยนานาชาติซิงหัวเซินเจิ้น (Tsinghua Shenzhen International Graduate School) พบกับความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการวิจัยการตรวจจับการสั่น การวิจัยดังกล่าวได้พัฒนาเซ็นเซอร์การสั่นแบบขับเคลื่อนด้วยตนเองที่มีความไวสูง โดยอาศัยเทคโนโลยีกำเนิดพลังงานนาโนไทรโบอิเล็กทริก (TENG) ซึ่งประสบความสำเร็จในการนำไปตรวจสภาพการทำงานของระบบเฟืองเครื่องจักร ด้วยความแม่นยำในการรู้จำถึง 99.78% บทความจากการวิจัยนี้มีหัวข้อว่า "A Highly Sensitive Triboelectric Vibration Sensor for Machinery Condition Monitoring" (เซ็นเซอร์การสั่นแบบไทรโบอิเล็กทริกความไวสูงสำหรับการตรวจสภาพเครื่องจักร) ซึ่งได้รับการเผยแพร่ในวารสารแอดวานซ์ เอเนอร์จี แมททีเรียลส์ (Advanced Energy Materials) และได้รับเลือกลงปกวารสารฉบับปัจจุบันด้วย (https://doi.org/10.1002/aenm.202201132)

เซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือนมีการนำไปใช้งานหลากหลายรูปแบบ การพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือนที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองได้กลายเป็นสิ่งสำคัญแต่ก็เป็นเรื่องท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุคของอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง การวิจัยดังกล่าวได้ศึกษาเซ็นเซอร์วัดแรงสั่นสะเทือนที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองที่มีความไวสูง โดยใช้เทคโนโลยี TENG ตรวจสภาพเครื่องจักร ขณะที่ชั้นไทรโบอิเล็กทริกที่สร้างขึ้นด้วยฟิล์มไดอิเล็กทริกที่ยืดหยุ่นและวัสดุโลหะที่มีรูพรุน ช่วยปรับปรุงความไวของเซ็นเซอร์ TENG ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เซ็นเซอร์ TENG ตรวจจับการสั่นสะเทือนได้ตั้งแต่ 1-2000 Hz และสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ TENG จะไม่มีการผิดเพี้ยนของรูปคลื่นแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและความชื้นสูง เมื่อรวมกับอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรแล้ว ระบบ TENG ได้ถูกนำไปใช้เพื่อตรวจสอบสภาพการทำงานของระบบเฟืองจักรกลด้วยความแม่นยำสูง แสดงผลได้ทั้งบนหน้าจอคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เคลื่อนที่อื่น ๆ แบบเรียลไทม์ นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ตรวจจับการสั่นสะเทือนในพื้นที่อื่น ๆ เช่น ปั๊มลม เครื่องเป่าลมร้อน การตรวจกระเบื้องกลวง เป็นต้น ข้อมูลที่ตรวจพบจะนำไปประมวลผลเพิ่มเติมโดยระบบฝังตัวและแสดงบนหน้าจอเฉพาะที่ การดำเนินการเช่นนี้แสดงให้เห็นความคืบหน้าที่เด่นชัดต่อการใช้งานจริงของ TENG ในการตรวจจับการสั่นสะเทือน และมีศักยภาพที่ดีในการพัฒนาระบบตรวจจับการสั่นสะเทือนที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง

เกี่ยวกับสถาบันซิงหัว-เบิร์คลีย์ เซินเจิ้น

สถาบันซิงหัว-เบิร์คลีย์ เซินเจิ้น (Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute หรือ TBSI) เป็นสถาบันที่มหาวิทยาลัยซิงหัว และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์คลีย์ ร่วมกันจัดตั้งขึ้น โดยได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลเซินเจิ้น ทางสถาบันฯ เปิดสอนหลักสูตรปริญญาโทแบบปริญญาควบในสาขาวิทยาการข้อมูลและเทคโนโลยีสารสนเทศ ซึ่งสอนเป็นภาษาอังกฤษทั้งหลักสูตร และเมื่อปฏิบัติตามข้อกำหนดของสถาบันซิงหัว-เบิร์คลีย์ เซินเจิ้น และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์คลีย์ ครบถ้วนแล้ว นักศึกษาก็จะมีสิทธิได้รับปริญญาควบ ส่วนนักศึกษาปริญญาเอกจะเข้าเรียนทั้งที่มหาวิทยาลัยซิงหัว และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์คลีย์

ข้อมูลเพิ่มเติม

https://www.sigs.tsinghua.edu.cn/en/202 ... 3/page.htm

https://live.eeo.cn/pc.html?lessonKey=b79662b06d572596

รูปภาพ - https://mma.prnewswire.com/media/1954893/image1.jpg