Zero-energy miniatyriserade sensorsystem

Med Internet of Things (IoT) och Industry 4.0 kommer ett starkt växande behov av parametrar för övervakning, datainsamling och distribution av sensorsystem. De viktigaste utmaningarna för miniatyriserade sensorsystem är beroende av elektriska kablar och begränsad batteritid, vilka gör viktiga flaskhalsar för dagens processer och applikationer.

Ett alternativt sätt att leverera energi är att skörda den från omgivningen eller miljökällor som är tillgängliga i industriella tillämpningar eller miljöområden. Exempel kan vara från motorers eller pumpars vibrationer, från termiska gradienter i förbränningsmotorer eller ljus så som solenergi från solen. Dessa system är självbärande för applikationens livslängd.

Prototyper för energiautonoma sensorsystem

Vi utvecklar proof-of-concept-prototyper och demonstrator för ett hållbara självförsörjande energiautonoma sensorsystem baserad på många års erfarenhet av forskning om piezoelektriska eller elektromagnetiska effekter, RFID (radio frequency identification), magnetisk elastisk resonans sensorsystem.

Simulering- och modelleringsexpertis:

Analytisk modellering i MATLAB
FEM simuleringar i COMSOL, ANSYS

Test- och karaktäriseringsexpertis:

Mekanisk
Piezoelektrisk
Elektromagnetisk
Termisk
Triboelektrisk
Radiofrekvensidentifikation (RFID)

Teknik för energiskörd möjliggör hållbar övervakning i otillgängliga miljöer (som inuti motorer), minskar användningen av råmaterial (till exempel för elektriska kablar) och ökar livslängden för uppladdningsbara batterier. Detta möjliggör i sin tur till exempel strukturell hälsoövervakning och maskinövervakning vilket kan öka produktiviteten genom förebyggande underhåll.

Industriell användning av självdrivna sensorsystem

Medan de första produkterna av energiautonoma sensorer redan används för förvaltning av byggnadsinfrastruktur så saknar industrisektorn fortfarande praktiskt taget helt självdrivna sensorssystem. För industriella tillämpningar är en anledning brist på acceptans av denna nya teknik, då tillförlitlighet är avgörande för inbäddade sensorsystem och kräver kontinuerlig energiförsörjning.

En annan utmaning är bristen på en ”energiförsörjningsverktygssats” som skulle förenkla designprocessen för energiskördare. Dessutom har olika industriella tillämpningar olika omgivningsenergi att skörda, vilket innebär att en mängd olika energiskördningslösningar måste vara tillgängliga i direkt användbar form. Sammanfattningsvis är saknade faktorer designmetoder, teknikkomponenter och kompletta sensorsystem baserade på energiskörd.