科技日報記者 頡滿斌 通訊員 余若怡
記者7月22日從蘭州大學獲悉，該校材料與能源學院青年教授劉書海研究團隊提出并成功驗證了一種阻抗解耦新策略，有效解決了長期困擾自供能傳感系統的精度難題，實現了高精度實時多模態傳感，為自供能多模態傳感技術的應用邁出關鍵一步。相關成果發表在國際期刊《自然·通訊》上。
“自供能傳感技術可利用環境中的能量為傳感器供電，日益成為物聯網和5G時代解決偏遠或移動設備供電難題的理想方案。”團隊負責人劉書海介紹。然而，自供能傳感系統中發電機與傳感器、傳感器與傳感器之間存在阻抗耦合效應，導致該系統測量的傳感精度下降，難以滿足實際應用需求。
阻抗解耦策略的工作原理。受訪者供圖
針對以上問題，研究團隊孫浩博士創新性地提出了一種阻抗解耦策略，通過在電路中巧妙引入小阻值固定電阻構建分流電路，有效穩定了整個傳感器網絡的阻抗，成功消除了系統內部的阻抗耦合干擾。
實驗結果表明，應用該策略的自供能傳感系統能顯著提升發電機為傳感器的實時供電性能，確保傳感精度，其相對測量誤差可低至4.6%以內。此項工作為設計自供能多模態傳感系統提供了有益的探索，有助于進一步推動其實際應用。
憑借出色的自供能特性和高精度傳感能力，基于該阻抗解耦策略構建的自供能多模態傳感系統在極端環境中展現出獨特優勢，可長期部署于偏遠無人區等地，為生態網絡監測、自然災害早期預警、戰場形勢感知等關鍵領域提供穩定可靠的技術支撐。
“該策略有效解決了自供能傳感系統中的阻抗耦合難題，為自供能傳感系統的構筑提供了新思路，在未來有望結合多種能量收集手段，構建全天候無人值守多模態傳感網絡。”劉書海表示。
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