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骆驼鼻子有奥妙?新型传感器灵感竟来源它

点击次数:267 发布时间:2022-01-26

据New Atlas报道,受骆驼的鼻子启发,科学家们已经开发出了一种先进的新型湿度传感器,以克服现有解决方案的不足之处。这种新型设备能够检测空气中低水平的水分子,并开辟了一些有趣的可能性,包括在环境中寻找水源或与计算机进行非接触式交互。
 
  传感器初的发展,就是来自工业自动化的推动。出于提率的目的,工业生产开始由中央控制室控制各个生产节点上的参量,包括流量、物位、温度和压力四大参数,催生了传感器的发展。在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门,经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中,湿度是最难准确测量的一个参数。
 
  人们的生存和社会活动与湿度密切相关。随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。湿度是空气中所含的水分的百分比。来表示空气的潮湿度。
 
  近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。
 
  近日,小编了解到,在ACS Nano的一项新研究中,研究人员描述了一种受骆驼鼻子的结构和特性启发的湿度传感器。在实验中,他们发现这种装置可以可靠地检测包括工业废气和人类皮肤周围空气在内的环境中的湿度变化。
 
  目前市场上的不同湿度传感器各有优缺点,有些只提供低灵敏度的水检测,有些提供高灵敏度,但其性能会受到环境条件的影响,例如暴露在强烈的阳光下。中国的科学家们着手开发一种既能满足耐用性又能满足敏感度要求的产品,为此,他们从骆驼的鼻子汲取灵感。
 
  这些“沙漠之舟”的鼻子具有狭窄的通道,具有大表面积的吸水粘液。这使得这些动物在干旱环境中非常有效地嗅出水,因此科学家们将它们的鼻子作为一种具有高度灵敏度的新型湿度传感器的蓝图。
 
  据悉,骆驼有一种的靠少量水生存的能力。它们也善于在广袤的沙漠中寻找水源,使用的是鼻子的“湿度探测器”。骆驼鼻子内狭窄的、像卷轴一样的通道创造了一个很大的表面积,里面有吸水的粘液。为了模仿鼻子内的结构,该团队创建了一个多孔聚合物网络。在实验中,该装置可以监测高温工业废气中的湿度波动,找到水源的位置,并感知来自人体的水分。
 
  研究人员说,这种敏感性表明,该设备可以成为无触摸界面的基础,人们可以通过它与计算机进行交流。他们说,更重要的是,该传感器对水分的电反应可以被调节,就像人类神经元发出的信号一样,有可能让它通过人工智能来学习。
 
  关于湿度传感器
 
  湿度传感器是非密封性的,为保护测量的准确度和稳定性,应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。也避免在粉尘较大的环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度,还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。如果被测的房间太大,就应放置多个传感器。
 
  有的湿度传感器对供电电源要求比较高,否则将影响测量精度.或者传感器之间相互干扰,甚至无法工作。使用时应技要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。
 
  传感器需要进行远距离信号传输时,要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200m以上时,建议选用频率输出信号的湿度传感器。
 
  由于湿敏元件都存在一定的分散性,无论进口或国产的传感器都需逐支调试标定。大多数在更换湿敏元件后需要重新调试标定,对于测量精度比较高的湿度传感器尤其重要。
 

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