Разработан сенсор на основе звуковых волн без источников энергии

Специалисты из Технологического института Джорджии представили систему мониторинга, функционирующую без электроснабжения. Разработка базируется на металлических элементах с геометрией, генерирующей ультразвуковые колебания при физическом воздействии.

Конструкция включает кольцеобразную металлическую пластину с профилированными краями, закрепленную на полимерной платформе, и подвижный полимерный элемент. Размер металлической части не превышает диаметр центовой монеты. Форма кольца рассчитывается с помощью компьютерного моделирования для получения заданной акустической частоты в ультразвуковом диапазоне.

Группа Ибо Фу создала программный комплекс для проектирования геометрии, позволивший получить свыше тысячи вариантов конфигураций. Каждый вариант характеризуется индивидуальным акустическим профилем. В ходе экспериментов изготовили 15 образцов с различимыми звуковыми характеристиками.

Механизм функционирования предполагает размещение основания с металлическим элементом на неподвижной поверхности, например, дверном косяке. Подвижный компонент монтируется на створке. При движении происходит соударение, порождающее ультразвуковой импульс. Акустический сигнал регистрируется микрофонным устройством смартфона или носимой электроники. Программа анализирует частотные параметры и определяет источник.

Технология применима для контроля положения створок, запорной арматуры, выдвижных конструкций, регистрации физических упражнений. Производственная себестоимость единицы составляет несколько центов. Материалы исследования вошли в издание Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.