2 december 2024
Ny forskning möjliggör batterifri maskinövervakning
En ny teknik baserad på triboelektriska nanogeneratorer (TENG) kan revolutionera hur vi övervakar maskiners skick. Idiris Mehamud Aliyi, doktorand i maskinelement vid Luleå tekniska universitet, har utvecklat en banbrytande lösning som innebär förbättrad säkerhet, kostnadsminskningar och långsiktig trådlös maskinövervakning.
Maskinfel kan vara både kostsamma och farliga. Tidig upptäckt av problem som vibrationer, obalans eller överhettning är avgörande. Idiris Mehamud Aliyis forskning fokuserar på att lösa dessa utmaningar med hjälp av triboelektriska nanogeneratorer (TENG). TENG-teknik omvandlar mekanisk energi till elektricitet och har potentialen att ersätta traditionella sensorer som är beroende av externa strömkällor.
– Den största fördelen med TENG är dess enkelhet, låga kostnad och höga effektivitet. Dessutom kan den fungera både som vibrationssensor och energiskördare, säger Idiris Mehamud Aliyi.
Ett genombrott
En viktig aspekt av avhandlingen är utvecklingen av vibrationssensorer som kan mäta ett bredare frekvensområde – upp till 1800 Hz – nära det område där maskiner vanligtvis går sönder. Detta är en betydande förbättring jämfört med tidigare TENG-baserade sensorer som endast kunde mäta under 200 Hz. Forskningen visar också att TENG kan användas för att skapa ett självförsörjande övervakningssystem. Genom att samla in vibrations- och rotationsenergi från maskiner, driver systemet trådlösa sensorer som skickar data till smartphones och datorer. Efter bara tio minuters energisamling kan sensorn fungera i nio sekunder, tillräckligt länge för att skicka vibrationsdata trådlöst via Bluetooth.
Idiris Mehamud Aliyi, doktorand i maskinelement vid Luleå tekniska universitet.
– Det här är ett genombrott. Vi har skapat ett kostnadseffektivt, kompakt system som kan övervaka maskiner i realtid utan att behöva byta batterier, förklarar Idiris Mehamud Aliyi.
Ett av de mest lovande resultaten är den långsiktiga hållbarheten. Ett nyligen utvecklat centrifugalssystem visade sig kunna generera stabil energi under 20 dagars kontinuerlig drift. Trots att testerna avbröts på grund av tidsbegränsningar levererade designen 25 mW kraft, tillräckligt för att driva olika industriella sensorer.
– Den här tekniken möjliggör skapandet av stabila och hållbara system för kontinuerlig maskinövervakning i industriella miljöer, konstaterar Idiris Mehamud Aliyi.