MIT研發的海底傳感器由來自表面的聲波提供動力
為了不斷收集有關海洋條件的信息,科學家已經提出一種將從海底傳輸數據的傳感器網絡。然而,更換電池可能非常具有挑戰性。這就是麻省理工學院(MIT)研究團隊決定設計新系統的原因。
該系統由助理教授Fadel Adib領導的團隊創建,包括兩個主要部分:無電池海底傳感器和表面發射器/接收器。後者是電池供電的,可以放在船上,錨定的浮標或岸上。
發射器定期將聲波向下發送到傳感器。該波導致傳感器內的壓電材料振動,產生弱電流。然後,傳感器利用該電流將修改後的聲學信號反射回接收器- 它類似於現有RFID(射頻識別)標籤工作的方式。
該信號實際上由一些聲波組成,並且它們之間存在一些間隙,其中沒有波被反射。因為接收器將波和間隙用1和0表示,所以傳感器因此能夠以二進制代碼的形式傳輸海洋學數據。
在水箱測試中,“壓電- 聲反向散射系統”已經成功地用於傳輸每秒3KB的準確數據,從傳感器和接收器之間距離為10米(33英尺)的兩個傳感器中。該數據包括水溫和水壓。
未來傳感器的互連網絡也有望用於諸如研究氣候變化和長時間跟踪海洋生物。這些裝置甚至可以放置在其他星球上的湖泊或海洋中,提供比通過航天器偶爾訪問可能進行的長期監測。
“你怎麼能把一個傳感器放在泰坦的水下,這個傳感器在一個難以獲得能量的地方長時間持續?” Adib說道。“沒有電池通信的傳感器為在極端環境中進行傳感提供了可能性。”