Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

MEMS захранвания за преносими устройства

<== предишна статия | следващата статия ==>

Една от новите и перспективни области е използването на MEMS за създаване на горивни клетки и генератори на енергия, които са предназначени за преносими електронни устройства от бъдещо поколение (CD плейъри, цифрови фотоапарати, персонални цифрови секретари). Достатъчно е да се каже, че над 200 доклада бяха представени по тази тема на IEEE конференцията миналия февруари.

Toshiba Corporation произвежда горивна клетка с директно използване на метанол на базата на 140 cm3 MEMS база, с изходна мощност от 1 W, проектирана за 20 часа работа. Мик-помпата е проектирана да изпомпва газове и течности и да поддържа консумацията на енергия и размерите в приемливи граници. Конструкцията използва полимерно-мембранна електролитна единица с катод и анод за изпълнение на функциите на горивната клетка. Всеки електрод има каталитичен и газодифузионен слой. Размерите на устройството приблизително съответстват на размерите на обикновен мобилен телефон.

Интерес представлява съвместното разработване на мощен генератор на енергия чрез усилията на разработчиците на държавните технологични институти в Масачузетс и Грузия. Тази технология се основава на микромеханична MEMS структура, използваща постоянен магнит. Генераторите са трифазни, аксиални, синхронни машини. Освен това всяка от тях се състои от многополюсен статор с повърхностна намотка и ротор, базиран на постоянен магнит. Микромеханичните намотки с малки разстояния между проводниците и с геометрия с променлива ширина са ключови елементи, осигуряващи висока плътност на мощността. При скорост на въртене 120 хиляди об / мин, генераторът демонстрира превръщането на механичната енергия в електрическа енергия на ниво от 2,6 W. Генератор, свързан към трансформатор и изправител, осигурява постоянен ток с мощност 1,1 W при резистивен товар. За активна машина с размери 9,5 mm (външен диаметър), 5,5 mm (вътрешен диаметър), 2,3 mm (дебелина), това съответства на мощност от 10 MW / m3. Разработчиците смятат, че този вид MEMS-генератори могат да осигурят мощност от 10 до 100 вата. Те също така смятат, че генерирането на електроенергия на това ниво създава предпоставки за създаване на мащабируеми устройства с помощта на постоянни магнити за практически приложения. Такива електрически генератори могат да бъдат задвижвани от различни първични източници, включително течен поток, сгъстен газ или малки двигатели с вътрешно горене, като газови турбини с микронен размер.

Разработчици от Масачузетския технологичен институт заедно с лабораторията на Линкълн създадоха електроквасистатен индукционен турбогенератор. С саморезонансно възбуждане беше постигната изходна мощност от 192 MW. Генераторът се състои от пет силициеви слоя, слети на 700 градуса. Статорът е структура на оксидно-платинов електрод, образуван на вдлъбнати оксидни острови, а роторът е тънък филм от леко легиран полисилиций, също разположен на оксидния остров. Производството на електроенергия е ограничено до вътрешен и външен капацитет, поради което е необходима симулация за постигане на по-високи нива на мощност.

Нов подход, предложен от служителите на Калифорнийския технологичен институт, е да използват MEMS-матрици на течни ротационни електрически генератори. Тези устройства са статични кондензатори с тефлоново покритие с междини, изпълнени с въздух и течни капчици, които се движат по време на вибрациите. При преместване на флуида между пролуката на кондензатора, полученото напрежение се генерира, докато огледалният заряд се преразпределя на електрода в съответствие с положението на капчиците.

MEMS също е обещаващ за пускането на инструменти, които да помогнат за създаването на миниатюрни горивни клетки и каталитични химични микрореактори. Един от инструментите е пасивен микрорегулатор за контролиране на потока на газ в миниатюрни горивни клетки.

3 Микроелектромеханични изпълнителни механизми

Микроактуатори, чиято работа се основава на обратния ефект (прилаганото напрежение причинява малки премествания на силиконови структури), се използват днес, например, за фина настройка на магнитните глави. Последните обикновено са отговорни за откриване на сигнали в магнитни дискове. Това значително увеличава плътността на информацията "следа на инч", или tpi (следа на инч), а оттам и капацитета на устройството.

Съществуват и редица успешни MEMS продукти, като микро струйни принтери, жироскопи и сензори за налягане, които се доставят на медицинската и автомобилната индустрия от стотици милиони. Нека наричаме също цифрови проектори с висока разделителна способност, изградени на базата на MEMS редици от микрообусти. През последните години бе постигнат забележителен успех в производството на двигатели, помпи и скоби, сензори за налягане и изместване - множество различни механични възли, които са толкова малки, че не могат да се видят с просто око.

Основната технология за цифрова обработка на светлината, която е в основата на всеки DLP (Digital Light Processing) проектор, се основава на разработките на Texas Instruments Corporation, която е създала нов тип визуализатор на базата на MEMS. Още през 1987 г., цифровото мулти-огледално устройство DMD (Digital Micromirror Device), изобретен от Лари Хорнбек (Larry J. Hornbeck), завърши десетгодишно проучване на Texas Instruments в областта на микромеханичните деформируеми огледални устройства. Същността на откритието е отхвърлянето на гъвкавите огледала в полза на матрица от твърди огледала, които имат само две стабилни позиции. Кристалът DMD е матрица с висока точност, която извършва преобразуване на цифрова светлина (Фигура 1).

Фигура 3.1 - Съвременното развитие на DMD-матрицата (A-DMD-кристал; B, C, D - клетки на паметта (SRAM))

Кристалът DMD е по същество полупроводников статичен чип с произволен достъп (SRAM), всяка клетка от които (или по-точно неговото съдържание) определя положението на една от многото (от няколко стотици хиляди до един милион или повече) 16 × 16 μm микрона върху повърхността на субстрата. Подобно на контролната клетка на паметта, микроизлъчвателят има две състояния, които се различават по посоката на въртене на равнината на огледалото около ос, минаваща по диагонала на огледалото.

С помощта на масив от микроскопични огледала се формира лъч, като всяко такова огледало съответства на един пиксел светлина в прожектираното изображение. В комбинация с цифров сигнал, светлинен източник и проекционен обектив, тези огледала осигуряват най-високо качество на видео и графично възпроизвеждане.

<== предишна статия | следващата статия ==>





Вижте също:

Квантов осцилатор на базата на електромеханичен резонатор

неутрон

Конзолни сензори, базирани на системи с високо молекулно тегло и биополимери

Принципът на работа на сканиращия тунелен микроскоп

Ефект на Ган

Електронни и йонно стимулирани процеси върху твърди повърхности

Сглобяване на молекули от отделни части

Разполагане на устройства

Примери за устройства, базирани на индустриални характеристики на MEMS

Атомна силова микроскопия

Връщане към съдържанието: Физически явления

Видян: 2540

11.45.9.53 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .