简介：

近期，上海大学上海大学李忠杰副研究员课题组、上海大学彭艳教授在国际著名期刊《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》上发表文章“Towards Highly Sensitive Ocean Wave Monitoring with Sliding-triboelectric Effect: Modeling, Experimental validation and Demonstration”，提出了基于滑动式TENG高灵敏度波浪传感器，可以同时监测多个海浪状态参数。本文第一作者是彭艳老师，通讯作者是李忠杰老师。

文章摘要：

       近年来，摩擦电纳米发电机(TENGs)在传感领域的应用受到越来越多的关注。大量研究已经证实，TENG可用作传感器监测各种环境参数。然而，这些研究往往只关注单一的参数。在这里，我们提出了一个高度敏感的多参数摩擦波浪传感器(MTWS)，由结合了柔性磁铁层的滑动式TENG、泡沫球浮标和一个被线性轴承约束的连杆组成。我们建立了耦合磁预应力的理论模型预测传感器在真实波浪下的响应曲线。实验结果表明磁预应力提高了传感器的灵敏度，预测的波高与商用传感器的结果吻合得很好。基于TENG在能量转化的优势，得到了33.627 μA/(m/s)的灵敏度，在波浪速度监测中的最小分辨率可达0.00137 m/s。重要的是，MTWS可同时监测波高、波速和波周期。我们的研究表明了MTWS在多参数波浪传感领域的潜力，使它高度适应集成在海洋波浪监测系统。

图1 MTWS的详细结构和工作示意图

DOI: 10.1109/TMECH.2024.3382368