基于柔性摩擦纳米发电机的水下能量收集技术研究

由大量无线传感器节点组成的海洋分布式传感器网络对于海洋开发和保护至关重要,这些传感器以蓄电池供电为主,难以长时间工作,因此需研发海洋环境能量收集装置来提高分布式传感器的续航能力。文中基于摩擦纳米发电原理,提出了一种由柔性高分子薄膜以及导电油墨构成的柔性摩擦纳米发电机,在波浪或洋流的作用下,柔性摩擦纳米发电机产生振动,实现机械能—电能能量转换。在建立柔性摩擦纳米发电机动力学和发电模型的基础上,创新性地探究其分别在波浪和海流作用下的运动模态和发电性能。研究结果表明,柔性摩擦纳米发电机的输出性能在一定范围内随着振幅、频率、流速的增加而增大,同时并联功率随个数的增加而增大。文中提出的基于柔性摩擦纳米发电机的水下能量收集技术为实现海洋分布式传感器自供能提供了新的思路。

包装内氧气含量检测技术研究

目的分析包装容器顶空气体氧气含量(文中均指体积分数)的测试技术特点及适用范围,以期为该领域技术的发展方向提供基础技术资料。方法详细介绍电化学法、氧化锆法、荧光法、激光法等检测技术的原理及特点,并介绍以上方法无法测试的特殊试样顶空气体中氧气含量的测试方法。采用直接采集与水下收集2种方式分别测试7种不同氧气含量的气体试样,对比分析直接采集气体与水下收集气体2种方式的一致性。并通过水下收集气体的方式实现了胶囊咖啡、杯式果冻、午餐肉罐头、安瓿瓶、西林瓶、软膏等6种特殊试样的顶空气体氧气含量测试。结果通过试验论证,对于同一试样,直接采集与水下收集2种方式各试样的测试结果最大误差均小于5%,测试结果稳定。2种方式间的测试结果偏差小于5%。对于微量顶空气体或非透明材质的特殊试样,除氧气含量小于1%的胶囊咖啡和午餐肉罐头外,其余试样的测试结果最大误差均小于10%。结论当前的电化学法、氧化锆法、荧光法、激光法等技术基本能满足常规密封容器顶空气体氧气含量的检测需求。对于无法采用常规方式测试的特殊样品,水下收集测试具有可行性。直接采集和水下收集在测试时几乎不受大气环境中氧气含量的影响,可实现仪器的高灵敏度测试,且2种方式测试结果基本一致。