技术更新:仪器仪表的替代电源

在每年的传感器博览会上，似乎都有一些技术成为人们关注的焦点。近年来，它一直是无线的，但在2009年，它是能量收集。如果您一直在考虑为您的工厂添加无线仪表，您可能知道这是什么。没有电线传输数据的设备可能也没有电线传输电力，因此它们依赖于自包含的电源。选择的数量正在增加。

电池是一个显而易见的选择，在许多情况下，它们仍然是一种简单的低成本解决方案，具有良好的记录。不充电的亚硫酰氯锂电池化学物质可以运行5年，10年，甚至20年，如果尺寸适合应用。诸如Tadiran和韩国帝王能源使用这种长寿命技术提供广泛的工业电池选择。

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即使电池可以使用到你退休后，它们最终也会耗尽。因此，一些用户希望采用其他技术来获取典型植物环境中可用的能源。有些能源是天然的，比如风和太阳。另一些则依赖于工作设备，如热、振动，甚至无线电波。能源收集技术，如风能和光伏电池，当然也有大型版本。但是，在这个讨论中，我们讨论的是非常小的功率，通常在几毫瓦的数量级，在某些情况下，微瓦。

振动驱动传感器正变得越来越普遍，可以从像AdaptivEnergy，永动机，Cerametrics，Cymbet,KCF技术。这是一个不断发展的领域，包括多个子技术。有些发电机需要在特定的振动频率下运行，比如50或60赫兹。其他的可以在任何频率上工作。由于输出取决于特定的条件，因此这种方法可能需要进行实验。振动的一个吸引人的因素是，只要源设备在运行，它就是一个持续的供应。

小型风力涡轮机也可以提供电力，但与大型风力涡轮机一样，它们只有在有风的时候才能工作。这些小型机组大多只需要很少的风来运行，但它们可能需要保护。Cymbet和KCF技术两者都提供单位。

Cymbet EnerChip EH太阳能收集模块是新型德州仪器eZ430-RF2500-SEH无线演示套件的核心。Cymbet表示，该套件是世界上第一个完整的自主能量收集无线传感器开发工具。

光伏电池有各种形状和大小，包括1平方左右的小单元。在。它们并不总是需要在阳光直射下，但也可以在人造光源下工作。考虑到选择的多样性，你可以得到任何你需要的电压和电流的组合。Cymbet和KCF技术两者都提供微型光伏发电装置。

热能清除仍在发展中，但有单位显示如下Cymbet和KCF技术。这种方法的困难之一是在设备内产生足够大的温差以使其有效。KCF的设备有一个小风扇来帮助散热，所以发电机必须为驱动设备提供动力。

Powercast是通过射频传输向设备发送能量，让传感器通过天线收集能量。(该公司已经设法从周围的手机传输中获取能量，但这通常还不足以发挥作用。)尽管距离有限，一个3瓦的发射器可以向多个设备发送电力。距离越大，可用瓦数下降越多。这可以通过使用定向天线来改善，但也只能到目前为止。

所有这些技术都可以发电，但它们的实用性取决于仔细的能源管理。列出的公司都开发了硬件和协议来管理和收集电力。这对于那些本质上是间歇性的方法尤其重要。经过深思熟虑的系统通常包含一些使用电容器或电池的存储机制，以积累未使用的电力，并在需求激增时释放出来。另一种方法是使用传统电池作为主电源中断时的备用电源。

一种能量储存机制是使用锂离子技术的新型薄膜电池。无限电源解决方案展示了一个范围，大小从比邮票还小到名片的一半不等。典型的单位是1英寸。方形和7mil厚可以输出4v 0.5至1.0 mAh。

这些方法与非常节能的设备相结合，实现了高效率和部署灵活性。尽管如此，标准化方面的工作还很少，因此您需要进行一些实验。

另见:传感器博览会图片库:奥运火炬，电力收集，无线演示。

——peter Welander，过程工业编辑，PWelander@cfemedia.com，
控制工程过程仪表与传感器月刊
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