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駱駝鼻子有奧妙？新型傳感器靈感竟來源它
據(jù)New Atlas報(bào)道，受駱駝的鼻子啟發(fā)，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了一種*的新型濕度傳感器，以克服現(xiàn)有解決方案的不足之處。這種新型設(shè)備能夠檢測(cè)空氣中低水平的水分子，并開辟了一些有趣的可能性，包括在環(huán)境中尋找水源或與計(jì)算機(jī)進(jìn)行非接觸式交互。
傳感器初的發(fā)展，就是來自工業(yè)自動(dòng)化的推動(dòng)。出于提率的目的，工業(yè)生產(chǎn)開始由中央控制室控制各個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上的參量，包括流量、物位、溫度和壓力四大參數(shù)，催生了傳感器的發(fā)展。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。
人們的生存和社會(huì)活動(dòng)與濕度密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)，很難找出一個(gè)與濕度無關(guān)的領(lǐng)域來。由于應(yīng)用領(lǐng)域不同，對(duì)濕度傳感器的技術(shù)要求也不同。濕度是空氣中所含的水分的百分比。來表示空氣的潮濕度。
近年來，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度/溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。
近日，小編了解到，在ACS Nano的一項(xiàng)新研究中，研究人員描述了一種受駱駝鼻子的結(jié)構(gòu)和特性啟發(fā)的濕度傳感器。在實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)這種裝置可以可靠地檢測(cè)包括工業(yè)廢氣和人類皮膚周圍空氣在內(nèi)的環(huán)境中的濕度變化。
目前市場(chǎng)上的不同濕度傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，有些只提供低靈敏度的水檢測(cè)，有些提供高靈敏度，但其性能會(huì)受到環(huán)境條件的影響，例如暴露在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下。中國(guó)的科學(xué)家們著手開發(fā)一種既能滿足耐用性又能滿足敏感度要求的產(chǎn)品，為此，他們從駱駝的鼻子汲取靈感。
這些“沙漠之舟”的鼻子具有狹窄的通道，具有大表面積的吸水粘液。這使得這些動(dòng)物在干旱環(huán)境中非常有效地嗅出水，因此科學(xué)家們將它們的鼻子作為一種具有高度靈敏度的新型濕度傳感器的藍(lán)圖。
據(jù)悉，駱駝?dòng)幸环N的靠少量水生存的能力。它們也善于在廣袤的沙漠中尋找水源，使用的是鼻子的“濕度探測(cè)器”。駱駝鼻子內(nèi)狹窄的、像卷軸一樣的通道創(chuàng)造了一個(gè)很大的表面積，里面有吸水的粘液。為了模仿鼻子內(nèi)的結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)多孔聚合物網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)中，該裝置可以監(jiān)測(cè)高溫工業(yè)廢氣中的濕度波動(dòng)，找到水源的位置，并感知來自人體的水分。
研究人員說，這種敏感性表明，該設(shè)備可以成為無觸摸界面的基礎(chǔ)，人們可以通過它與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。他們說，更重要的是，該傳感器對(duì)水分的電反應(yīng)可以被調(diào)節(jié)，就像人類神經(jīng)元發(fā)出的信號(hào)一樣，有可能讓它通過人工智能來學(xué)習(xí)。
關(guān)于濕度傳感器
濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大，就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高，否則將影響測(cè)量精度.或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時(shí)應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)，要注意信號(hào)的衰減問題。當(dāng)傳輸距離超過200m以上時(shí)，建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性，無論進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定，對(duì)于測(cè)量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。