Трибоэлектрический кабель принцип действия - VISTAGRUP.RU

Трибоэлектрический кабель принцип действия

ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАШИТЫ ПЕРИМЕТРА. ПРОГНОЗ НА ЗАВТРА

Защита любого объекта начинается с его периметра — физической границы охраняемой территории. Ее сигнализационное прикрытие строится с помощью специальных периметровых средств обнаружения (СО), к которым предъявляются высокие и противоречивые требования. В самом деле, периметровые СО должны иметь низкое энергопотребление, работать в широком климатическом диапазоне, сложных помеховых условиях, обеспечивать защиту участка периметра до нескольких сотен метров длиной и в то же время обладать высокой обнаружительной способностью и низкой вероятностью ложного срабатывания. Кроме того, такие средства обнаружения должны иметь возможность использоваться на периметрах сложной конфигурации, сильно изломанных, с перепадами по высоте. Наконец, зона обнаружения не должна выходить за пределы периметра для исключения сработок средства, связанных с санкционированным перемещением людей и техники рядом с заграждением периметра. Наиболее полно всем эти требованиям удовлетворяют средства обнаружения, использующие в качестве чувствительного элемента (ЧЭ) кабель, укрепленный на заграждении периметра.

В этом случае механические воздействия на ограждение периметра, возникающие при его преодолении нарушителем, воспринимаются чувствительным элементом и передаются в блок обработки информации средства в виде электрических сигналов. Существует множество различных типов кабелей, использующихся в качестве чувствительного элемента: микрофонный, пьезоэлектрический, трибоэлектрический, сейсмический, электретный и т.д. Каждый из кабелей имеет свои достоинства и недостатки, предъявляет свои требования к заграждению. Наиболее привлекательными выглядят трибоэлектрические средства обнаружения, поскольку допускают использование в качестве чувствительного элемента стандартного кабеля, серийно выпускаемого промышленностью. Подобные устройства представлены на рынке целым рядом изделий, имеющих давнюю и заслуженно высокую репутацию.

Во всех трибоэлектрических средствах обнаружения используется экранированный кабель. При деформации кабеля, за счет трения экрана и внешней оболочки, в кабеле возникает электрический заряд (порядка 10 Е — 12 Кл). Это и есть трибоэлек-трический эффект. Одним из лучших три-боэлектрических кабельных чувствительных элементов является кабель Supersensor (MuLtisensor), который состоит из 2-х сплетенных между собой жил с покрытием алюминиевой фольгой и двумя внешними экранами, обеспечивающими его устойчивость к внешним атмосферным воздействиям и солнечному излучению в широком диапазоне температур.

Варианты расположения кабельного чувствительного элемента на заграждении могут быть самыми различными. Например, в средстве типа WPS, произведенном итальянской компанией GPS Standard, реализован принцип деформации натянутых проводников. Несколько лучей специально разработанного коаксиального кабеля со стальной центральной жилой натягиваются вдоль линии периметра на расстоянии примерно 15 см друг от друга, образуя тем самым дополнительный физический барьер. При попытке преодолеть такой барьер нарушитель деформирует (растягивает) кабель, в котором появляется электрический сигнал. Сигнал после усиления обрабатывается микропроцессором, который выдает сигнал тревоги. В систему входит концентратор, контролирующий до 8 отрезков сенсорного кабеля, каждый из которых может иметь протяженность до 300 м. Программное обеспечение позволяет, отслеживая сигналы кабеля, автоматически адаптировать чувствительность системы к окружающим погодным условиям.

Рис. 1. Кабельный чувствительный элемент Supersensor (MuLtisensor)

Основным отрицательным моментом в трибоэлектрических периметральных средствах обнаружения является то, что в них используется паразитный эффект, который вносит существенные ограничения в функционал, связанные с тем, что диапазон регистрируемых частот, как правило, не превышает 0,1-300 Гц, поскольку в более высокочастотной области велик собственный шум электроники, а коэффициент преобразования уменьшается. Как следствие, «перелаз» (низкочастотное воздействие) отечественными вибрационными средствами обнаружения выявляется более надежно, чем «перекус» (высокочастотное воздействие). Поэтому для организации эффективной защиты от преодоления заграждения путем перекуса, т.е. разрушения полотна заграждения путем удаления его части, производители рекомендуют укладывать кабели на полотне заграждения зигзагом или выполнять несколько проходов, что значительно уменьшает линейные размеры защищаемого средством участка периметра и увеличивает трудоемкость монтажных работ. Сегодня, когда на свободном рынке представлен широкий спектр приспособлений для разрезания полотна заграждения механическим путем (или электрогазосваркой), особенно актуальным становится обнаружение проникновения путем перекуса. Особенно это важно для объектов, на которых можно ожидать заранее подготовленное проникновение с преступными или террористическими намерениями, поскольку дыра в заграждении позволяет обеспечить быстрое перемещение грузов через защищаемый периметр.

Для повышения качества высокочастотного сигнала, получаемого с ЧЭ, в СО необходимо наличие раздельных каналов для высоких и низких частот. Такое построение устройства позволяет получить более высокое отношение «сигнал/шум» при максимальной длине защищаемого участка. Дополнительно, за счет обрезания высоких частот на входе низкочастотного канала, необходимо значительно повысить помехоустойчивость средства к наводкам, вызванным электросетью.

Еще одним отрицательным моментом, обусловленным недостатком квалифицированного персонала в эксплуатирующих организациях на момент разработки большинства представленных на рынке средств, является примитивность их настройки по месту установки, сводящейся, как правило, к заданию одного параметра. Это ухудшает адаптируемость средства к особенностям климата и заграждения периметра, модели нарушителя и т.д. Современные средства, разработанные с использованием мощных микроконтроллеров, позволяют реализовывать эффективные многопараметрические алгоритмы обработки информации. Один из вариантов организации подбора параметров заключается в реализации в алгоритме работы средства элементов искусственного интеллекта (нейронной сети) с последующим обучением. Достоинства такого подхода не очевидны, поскольку для проверки нормальной работоспособности после очередного обучения (вызванного срабатыванием средства) требуется проверка функционирования средства на всех (или большей части) ранее обнаруженных попытках пересечения периметра. Это возможно, если входные сигналы, приведшие к генерации тревоги, хранятся в некоторой базе данных. Ясно, что организовать подобную базу данных возможно при наличии высокоскоростного интерфейса передачи информации между средством и информационной системой, обслуживающей периметр.

Рис. 2. Трибоэлектрический периметральный извещатель типа WPS (Италия)

Рис. 3. Один из вариантов борьбы с «перелазом»

Кроме того, появится возможность шу-модиагностики заграждения, что позволит оптимизировать ремонтные и сезонные работы по обслуживанию периметра. В настоящее время на отечественном рынке систем безопасности средства защиты периметра подобного класса лишь проходят испытания. Да и компаний, анонсирующих новинку такого уровня, пока единицы.

Другой вариант настройки многопараметрических алгоритмов работы средства связан с ручной настройкой параметров. Это приводит к тому, что процесс настройки становится скорее искусством, чем алгоритмом. От обслуживающего персонала здесь требуется четкое понимание связей между параметрами, их влияние на обнаружительную способность средства и его устойчивость к ложным срабатываниям. Подобную подготовку персонал должен проходить на предприятии-изготовителе средства. А это дополнительные расходы, которые эксплуатирующие организации несут весьма неохотно.

Сегодня магистральным направлением развития периметральных средств обнаружения является обеспечение возможности локализации места попытки пересечения периметра. Обеспечивая защиту рубежа в несколько сотен метров, периметральное СО сигналом тревоги, сформированным за время порядка нескольких секунд, сообщает о том, что где-то на этом рубеже, возможно, произошло пересечение периметра. Между генерацией сигнала тревоги средством и приемом сигнала оператором проходит время. Предположим, что по сигналу тревоги включаются соответствующие телевизионные камеры, анализируя изображение с которых оператор делает заключение о реальности угрозы. Затраты времени на формирование тревоги и ее передачу и анализ изображения каждой камеры обеспечивают запас времени на участке (порядка 10 м), с которого пришел сигнал тревоги, т.е. минимизируют время принятия решения оператором о характере сигнала тревоги. Помимо повышения качества охраны объекта, такие средства позволяют экономить на телевизионных камерах, предназначенных для наблюдения за периметром.

Трибоэлектрические СО, к сожалению, не обеспечивают этой возможности. В самом деле, работа трибоэлектрических средств основана на регистрации заряда, возникающего в кабеле, закрепленном на заграждении. Оставляя неизменным принцип работы средства, получим, что локализацию можно обеспечить, разрезав кабель ЧЭ на куски. Но очередное подключение каждого куска к усилительному каскаду средства невозможно, так как уровень полезного сигнала чрезвычайно мал и будет забиваться шумами, вызванными коммутационными помехами. Так как частотный диапазон низкочастотного канала достаточно низкий (частота среза порядка 0,6 Гц), время для успокоения канала после переключения будет составлять секунды. Это приводит к требованию очень низкой частоты переключения кусков ЧЭ, что приведет к значительной потере сигнала. Следовательно, обеспечение локализации возможно только за счет уменьшения рубежа, защищаемого средством.

Читайте также  Системы охранного телевидения и наблюдения

Однако возможны иные варианты реализации функции локализации места нарушения периметра, например, путем глубокой интеграции с системами телевизионного наблюдения.

Таким образом, можно сказать, что трибоэлектрические периметральные средства обнаружения явно не исчерпали своих возможностей. Помимо чисто технических задач, таких как разработка новых типов кабелей с ярко выраженным трибоэффектом, повышением качества работы высокочастотного канала, оптимизацией алгоритмов работы, процедур настройки, расширение спектра заграждений, на которых возможно использование и так далее, их дальнейшее развитие требует глубокой интеграции в информационные системы защиты периметра на базе некоего высокоскоростного протокола передачи информации.

Подводя итог, нужно заметить, что защита периметра — это комплексная задача. Правильный выбор охранной системы и оптимальное сочетание физического заграждения, затрудняющего проникновение на объект, со средствами охранной сигнализации — все это позволяет в комплексе добиться максимальной эффективности. Среди множества современных периметральных охранных средств и систем невозможно выделить что-то одно, что было бы оптимальным со всех точек зрения.

Трибоэлектрические кабели по индивидуальному заказу.

Используются в качестве чувствительного элемента в охранных системах, устройствах контроля и регистрации механических воздействий.

Используется с датчиками обнаружения типа «Багульник» или «Лимонник».

1. Внутренний проводник– стальная оцинкованная проволока номинальным диаметром (0,50 ± 0,03) мм.

2. Изоляция: внутренний слой -пористый полиэтилен номинальным диаметром (1,8 ± 0,4) мм; внешний слой -полиэтилентерефталатная пленка, наложенная продольно с перекрытием не менее 70%, номинальной толщиной 20 мкм.

3. Внутренний, внешний экран— ламинированная алюминиевая фольга номинальной толщиной не менее 35 мкм, наложенная продольно с перекрытием не менее 50%. Контактные проводники — две медные луженые проволоки номинальным диаметром 0,4 мм

4. Внутренняя оболочка-светостабилизированный полиэтилен, номинальной толщиной 0,4 мм. Номинальный диаметр по оболочке 3,8 мм.

5. Защитная броня-оплетка с гидрофобным заполнителем из стальных оцинкованных проволок номинальным диаметром 0,3 мм, плотность оплетки не менее 40-45%.

6. Внешняя оболочка— Светостабилизированный полиэтилен, номинальной толщиной 0,8 мм. Наружный диаметр по оболочке – (4,8±0,3) мм для КТМ 1,8; (5,9±0,4) мм для КТМ 1,8/3,8 или (6,4±0,6) мм для КТДЗ.

Допускается эксплуатация кабеля в грунте, в т. ч. при воздействии воды.

Трибоэлектрический кабель ТД-1

  • Артикул 410
  • Протяженность охраняемой зоны, метров 200
  • Тип монтажа На ограждение / В землю
  • Описание
  • Характеристики
  • Документы

Трибоэлектрический кабель ТД-1 — преобразует колебания ограждения, вызванные нарушителем в момент проникновения на охраняемый периметр, в электрический сигнал за счёт трибоэлектрического эффекта. Кабель является самым дешевым и простым чувствительным элементом — монтаж заключается в креплении кабеля с помощью стяжек к охраняемой поверхности. В случае разрыва или повреждения кабеля в процессе эксплуатации, его можно починить без использования специальных инструментов.

ТД-1 можно использовать в трёх вариантах построения рубежа охраны:

1) Кабель можно монтировать непосредственно к сетчатому или проволочному ограждению, ограждению из тонких досок, штакетника, тонкого металла (профнастил) или поликарбоната. Таким образом можно защитить периметр как от перелаза ограждения, так и от его разрушения (перекуса, отгибания и т.п.).

2) Кабель можно монтировать к навесному ограждению из спиралей АКЛ, козырькам из жести или поликарбоната. Таким образом можно защититься от перелаза ограждения подготовленным нарушителем с помощью лестницы или защитить капитальные ограждения из бетона или кирпича.

3) Закопанный в землю кабель ТД-1 можно использовать в качестве противо-подкопного средства. Чувствительности кабеля достаточно для определения человека, копающего землю штыковой лопатой на расстоянии от одного до пяти метров, в зависимости от типа грунта и настроек извещателя. Обнаружение земляных работ с использованием тяжелой техники возможно на расстоянии до тридцати метров, что позволяет использовать кабель в качестве охранного или предупреждающего средства для подземных коммуникаций.

Наличие двух входов у извещателя «Тополь» позволяет комбинировать различные чувствительные элементы между собой.
Например при переходе от сетчатого ограждения к капитальному, можно использовать в одном плече вибрационные датчики ВД-2, а в другом — трибоэлектрический кабель ТД-1:

Так-же один извещатель позволяет построить два рубежа охраны в одной охраняемой зоне, например использовать точечные вибродатчики ВД-2 для охраны ограждения от разрушения (перекуса, отгибания и т.п.), а трибоэлектрический кабель ТД-1 от перелаза ограждения подготовленным нарушителем с помощью лестницы:

Или использовать точечные вибродатчики ВД-2 для охраны ограждения от разрушения (перекуса, отгибания и т.п.), а трибоэлектрический кабель ТД-1 в качество противо-подкопного средства:

Сертификат транспортной безопасности №61 «Система охранной сигнализации «Тополь», №МВД РФ.03.000061 (с приложением),
с 04.06.2018 по 04.06.2021″

Трибоэлектрический кабель принцип действия

Геофоны успешно применяются в качестве сейсмических датчиках в системах охраны периметров. Такие сейсмические системы, являясь пассивными средствами охраны, не обнаруживаются электронными средствами разведки. Сейсмические средства удобны для блокирования участков на пересеченной местности и широко применяются в целях охраны протяженных рубежей госграницы и периметров объектов. Причем, структура грунта, учитываемая, при проектировании, к примеру, оптоволоконных датчиков охранных систем, для сейсмических не имеет существенного значения.

Применение геофонов позволяют организовать рубеж охраны и сигнализации, как при наличии заграждения, так и без него.

Геофоны закапываются в грунт или крепятся на кирпичную или бетонную стену, но так же размещаясь под землёй.

Геофон, как датчик вибрации и движения, позволяет уверенно обнаружить сигналы от перелаза заграждения, подкопа и идущего человека на расстоянии 1,5 – 2 м. Поэтому, геофоны, как правило, устанавливаются на расстоянии 3м. между собой.

Добавление в охранную систему «связки» из двух геофонов помогает выделить помеху от пролетающих самолётов и вертолётов.

Для ещё более точного распознавания в систему закладываются эталоны шумом и сигналов тревоги, полученных с геофонов. Процессоры Блоков обработки сигналов эффективно анализирует суммарную информацию.

Так как скрытый сейсмический извещатель визуально не обнаруживает рубеж охраны, а пассивный принцип действия исключает его возможность обнаружения по акустическим или магнитным полям, то это превращает подготовленного нарушителя в неподготовленного.

Подключение сейсмических датчиков к Блокам обработки сигналов происходит с помощью специальных кабелей. Как правило, используется кабель КСТМГЭз 4х0,22 разработки и производства нашего завода. Параметры кабеля рассчитаны таким образом, что бы передать слаботочные сигналы с сейсмических датчиков максимально точно, без искажений.

Буква «з» в обозначении кабеля указывает на то, что кабель заполнен гидрофобом, который препятствует распространению влаги по длине кабеля в случае его повреждения и не включает его в ежедневное меню наглых всеядных мелких грызунов.

Так как негативные последствия, экономические и политические, несанкционированного проникновения на важные объекты инфраструктуры постоянно возрастают, а установить капитальные заграждения часто не представляется возможным, значит, необходим тщательный контроль этих объектов, в том числе на труднодоступных участках местности.

С этой целью применяются Системы Автономной Сейсморегистрации (САС), в которых используются наши геофоны.

Сейсмический извещатель на геофонах распознаёт человека на расстоянии до 100 м, автотранспорт – до 200 м. Такие системы позволяют фиксировать подозрительную активность на контролируемой территории и по сигналу от геофонов включать, к примеру, фотокамеру или по радиоканалу передавать информацию непосредственно оператору. Информация также может сохраняться и передаваться при очередном патрулировании, в том числе с применением БПЛА.

Читайте также  Принцип работы датчика протечки воды

Отличительная особенность таких систем – низкое энергопотребление: малогабаритного источника питания хватает на срок более одного года.

Родственные САС – это мобильные системы, предназначенные для охраны на маршруте персонала, автомобильной и специальной техники. В этих системах максимально уменьшены масса-габаритные характеристики. Дополнительно к сейсмическим извещателям они, как правило, комплектуются обрывными датчиками с катушками из микропровода длиной до 2000м.

Производители автономных и мобильных охранных систем охотно используют как наши классические геофоны GS-20DX, так и специальные, названия которых говорит само за себя: «Малогабаритный термостойкий GMT-12,5» и «Миниатюрный ВН-20МТ».

Хорошо себя зарекомендовали в эксплуатации такие системы с сейсмическими датчиками как «Радиобарьер», «Радиодозор». «Кайман».
Мирная продукция, геофоны, нашли своё применение в военном деле. Известно, например, эффективное «Неконтактное взрывное устройство НВУ-П «Охота». Комплекс управляет противопехотными минами различного типа до 5шт. и имеет в своём составе геофон, датчик движения противника.

В автономном режиме сейсмический датчик следит за обстановкой и отслеживает колебания грунта. Цель, «человек», засекается на расстоянии 150м. и уверенно опознаётся примерно на 90м. При приближении противника на 15 – 20 м. подаётся команда на подрыв первой мины. В случае попытки помощи первым пострадавшим, сработает вторая мина и так далее. При срабатывании последний мины одновременно подрывается управляющий прибор, который не становится трофеем противника.

Сейсмический комплекс «НВУ-П «Охота» успешно применялся в локальных конфликтах с 80-х годов.

Трибоэлектрический эффект и наногенераторы TENG

Трибоэлектрическим эффектом называют явление возникновения электрических зарядов у некоторых материалов при их трении друг о друга. Данный эффект по своей сути является проявлением контактной электризации, которая известна человечеству со времен античности.

Еще Фалес Милетский наблюдал это явление в экспериментах с янтарной палочкой, натираемой шерстью. Кстати, само слово «электричество» берет свое начало именно оттуда, ведь в переводе с греческого языка слово «электрон» обозначает янтарь.

Материалы, которые способны проявлять трибоэлектрический эффект, можно расположить в так называемый трибоэлектрический ряд: стекло, плексиглас, нейлон, шерсть, шелк, целлюлоза, хлопок, янтарь, полиуретан, полистирол, тефлон, каучук, полиэтилен и т. д.

В начале ряда находятся условно «положительные» материалы, в конце — условно «отрицательные». Если взять два материала из этого ряда, и потереть их друг о друга, то тот материал который находится ближе к «положительной» стороне, зарядится положительно, а другой — отрицательно. Впервые трибоэлектрический ряд в 1757 году составил шведский физик Иоганн Карл Вильке.

С физической точки зрения, положительно зарядится тот из двух трущихся друг о друга материалов, который отличается от другого большей диэлектрической проницаемостью. Эта эмпирическая закономерность называется правилом Коэна и относится главным образом к диэлектрикам.

При трении друг о друга пары химически одинаковых диэлектриков положительный заряд получит более плотный из них. У жидких диэлектриков положительно заряженным окажется вещество с большей диэлектрической проницаемостью или большим поверхностным натяжением. Металлы же при трении о поверхность диэлектрика могут электризоваться как положительно, так и отрицательно.

Степень электризации трущихся друг о друга тел тем значительнее, чем обширнее площади их поверхностей. Пыль, трущаяся о поверхность тела, от которого она отделилась (стекло, мрамор, снежная пыль и т.д), заряжается отрицательно. Когда порошок просеивают сквозь сито частички порошка также заряжаются.

Объяснить трибоэлектрический эффект у твердых тел можно следующим образом. Носители заряда перемещаются с одного тела на другое. У полупроводников и металлов трибоэлектрический эффект обусловлен перемещением электронов от материала с меньшей работой выхода — к материалу у которого работа выхода больше.

При трении диэлектрика о металл, трибоэлектрическая электризация возникает благодаря переходу электронов с металла к диэлектрику. При взаимном трении пары диэлектриков явление возникает из-за взаимного проникновения соответствующих ионов и электронов.

Значительный вклад в выраженность трибоэлектрического эффекта может внести различная степень разогревания тел в процессе их трения друг о друга, поскольку этот факт вызывает перемещение носителей с локальных неоднородностей более разогретого вещества — «истинное» трибоэлектричество. Кроме того к трибоэлектрическому эффекту может приводить механическое удаление отдельных элементов поверхности пьезоэлектриков или пироэлектриков.

Применительно к жидкостям проявление трибоэлектрического эффекта связано с возникновением двойных электрических слоев на поверхности раздела двух жидких сред или на границе жидкости и твердого тела. При трении жидкостей о металлы (при течении или разбрызгивании от удара), трибоэлектричество возникает за счет разделения зарядов на границе между металлом и жидкостью.

Электризация трением двух жидких диэлектриков имеет своей причиной наличие двойных электрических слоев на поверхности раздела жидкостей, диэлектрические проницаемости которых различны. Как было сказано выше (согласно правилу Коэна), жидкость с меньшей диэлектрической проницаемостью заряжается отрицательно а с большей — положительно.

Трибоэлектрический эффект при разбрызгивании жидкостей вследствие удара о поверхность твердого диэлектрика или о поверхность жидкости, обусловлен разрушением двойных электрических слоев на границе жидкости и газа (электризация в водопадах происходит именно по такому механизму).

Хотя трибоэлектричество и приводит в некоторых ситуациях к нежелательному накоплению электрических зарядов в диэлектриках, как например на синтетической ткани, тем не менее трибоэлектрический эффект применяется сегодня при исследовании энергетического спектра электронных ловушек в твердых телах, а также в минералогии для исследования центров люминесценции, минералов, определения условий образования пород и их возраста.

Трибоэлектрические наногенераторы TENG

Трибоэлектрический эффект кажется на первый взгляд энергетически слабым и неэффективным, в силу малой и нестабильной плотности электрического заряда участвующего в данном процессе. Однако группа ученых из Технологического университета штата Джорджия нашли путь улучшения энергетических характеристик эффекта.

Способ заключается в том, чтобы возбуждать наногенераторную систему в направлении наиболее высокой и стабильной выходной мощности, как это обычно осуществляется применительно к традиционным индукционным генераторам с магнитным возбуждением.

В совокупности с грамотно разработанными схемами умножения получаемого напряжения, система с внешним самозарядным возбуждением способна показать плотность заряда более чем в 1,25 мКл на квадратный метр. Напомним, что получаемая электрическая мощность пропорциональна квадрату данной величины.

Разработка ученых открывает реальную перспективу для создания в ближайшем будущем практичных и высокопроизводительных трибоэлектрических наногенераторов (TENG, ТЭНГ) для зарядки портативной электроники энергией, получаемой по сути от повседневных механических движений тела человека.

Наногенераторы обещают иметь малый вес, низкую стоимость, а также позволят выбирать для их создания те материалы, которые будут наиболее эффективно генерировать на низких частотах порядка 1-4 Гц.

Более перспективной на данный момент считается схема с внешней накачкой заряда (подобно индукционному генератору с внешним возбуждением), когда часть вырабатываемой энергии используется для поддержания процесса генерации и увеличения плотности рабочего заряда.

По замыслу разработчиков, разделение емкостей генератора и внешнего конденсатора позволит возбуждать генерацию через внешние электроды без непосредственного воздействия на трибоэлектрический слой.

Возбужденный заряд подается на электрод основного наногенератора TENG (ТЭНГ), при этом система возбуждения заряда и основной ТЭНГ с выходной нагрузкой работают как независимые системы.

При рациональной конструкции модуля возбуждения заряда, накопленный в нем заряд может быть пополнен по обратной связи от самого ТЭНГ во время процесса разрядки. Таким образом и достигается самовозбуждение ТЭНГ.

Читайте также  Противогазы виды и назначение

В ходе исследования ученые изучают влияние на эффективность генерации различных внешних факторов, таких как: тип и толщина диэлектрика, материал электродов, частота, влажность и т. д. На данном этапе трибоэлектрический слой ТЭНГ включает в себя полиимидную диэлектрическую пленку Каптон толщиной 5 мкм, а электроды делают из меди и алюминия.

Нынешнее достижение заключается в том, что уже через 50 секунд, работая на частоте всего 1 Гц, заряд возбуждается достаточно эффективно, что дает надежду на создание в ближайшем будущем стабильных наногенераторов для широких применений.

В структуре ТЭНГ с внешним возбуждением заряда разделение емкостей основного генератора и конденсатора выходной нагрузки достигается путем разделения трех контактов и применением пленок изолятора с разными диэлектрическими характеристиками, чтобы достичь относительно большого изменения емкостей.

Сначала заряд от источника напряжения подается на основной ТЭНГ, на емкости которого напряжение наращивается пока устройство находится в контактном состоянии с максимальной емкостью. Как только два электрода разделяются, напряжение возрастает за счет уменьшения емкости, и заряд перетекает от основного конденсатора — к накопительному, пока не будет достигнуто состояние равновесия.

При следующем контактном состоянии заряд возвращается к основному ТЭНГу и способствует генерации энергии, которой будет тем больше, чем выше диэлектрическая проницаемость пленки в основном конденсаторе. Достижение уровня проектного напряжения осуществляется при помощи диодного умножителя.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Кабели трибоэлектрические (марок КТВ, КТВУ, КТВД, КТД)

Общие сведения

Кабели могут быть использованы в качестве чувствительного элемента технических средств охраны, устройств контроля и регистрации механических воздействий. Могут прокладываться на открытом воздухе, в земле и в воде.

Структура условного обозначения

КТВ — кабель трибоэлектрический для регистрации вибраций;
КТВУ — то же, с упрочняющим покровом;
КТВД — кабель трибоэлектрический для регистрации вибраций и
деформаций;
КТД — кабель трибоэлектрический для регистрации деформаций.

Условия эксплуатации

Диапазон рабочих температур от минус 50 до 50°С.
Относительная влажность воздуха 98% при температуре 35°С с конденсацией влаги.
Пониженная предельная температура среды минус 60°С.
Повышенная предельная температура среды 70°С.
Кабели стойки к воздействию инея и росы.
Допускается производить монтажные изгибы (фиксированный монтаж) при температуре не ниже 20°С радиусом не менее пяти диаметров кабеля.
Эксплуатационный радиус изгиба кабелей при температуре не ниже минус 20°С не менее 10 диаметров кабеля.
При хранении концы кабелей должны быть защищены от проникновения влаги в продольном направлении.
При эксплуатации кабелей вне герметичных блоков применяются герметичные соединения.
Кабель марки КТВУ допускает прокладку и эксплуатацию в приповерхностном слое суглинистых, песчаных и торфянистых грунтов при температуре от минус 20 до 35°С.
Кабель марки КТВУ допускает одноразовый монтажный изгиб на радиус, равный не менее пяти диаметров кабеля, при температуре не ниже минус 10°С.
Кабель марки КТД допускает эксплуатацию в воде.
Кабели выпускаются в климатическом исполнении ХЛ, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.
Кабели соответствуют требованиям ТУ 16. К12-04-87.

Нормативно-технический документ

Технические характеристики

Испытательное напряжение оболочки кабелей (за исключением кабеля марки КТВУ) переменного тока частотой 50 Гц, В — 1 000 Электрическое сопротивление изоляции (кабелей марок КТВ, КТВУ, КТД между внутренним проводником и экраном, между экранами кабеля марки КТВД), пересчитанное на 1 м длины, в нормальных климатических условиях, МОм, не менее — 5·10 6 Электрическое сопротивление между внутренним проводником и поверхностью проводящего (полупроводящего) сердечника кабеля марки КТД, Ом, не более — 5·10 6 Напряжение электрического сигнала, возникшего в кабелях КТВ, КТВУ, КТВД между внутренним проводником и экраном, мВ, не менее — 100 Напряжение электрического сигнала между экранами, между внутренним проводником и экраном, возникшего при деформации кабелей марок КТВД и КТД, мВ, не менее — 5 Минимальный срок службы, лет: кабелей марок КТВУ, КТВ, КТВД и КТД на воздухе — 10 кабеля марки КТВУ в приповерхностном слое песчаного, суглинистого и торфяного грунтов при температуре от минус 20 до 35°С — 5 Минимальный срок сохраняемости, лет — 10

Конструкция и принцип действия

Наружный диаметр и расчетная масса кабелей соответствуют значениям, указанным в табл. 1.

Марка кабеля Наружный диаметр, мм Расчетная масса 1 км кабеля, кг
номинальный максимальный
КТВ 9,0 10,0 65
КТВУ 12,0 13,0 110
КТВД 10,1 12,0 100
КТД 7,5 9,0 70

КТВ, КТВУ (внутренняя оболочка)

КТВУ (наружная оболочка)

Характеристики Электротехнического оборудования

  • Аппараты высокого напряжения (свыше 1000 В)
  • Аппараты низкого напряжения
  • Изделия порошковой металлургии
  • Кабельные изделия
  • Комплексные устройства управления электроприводами. Электропривод
  • Комплектные устройства управления, распределения электрической энергии и защиты на напряжение до 1000 В
  • Медицинская техника
  • Оборудование насосное (насосы, агрегаты и установки насосные)
  • Оборудование для кондиционирования воздуха и вентиляции
  • Полупроводниковые приборы и преобразователи на их основе
  • Приборы и средства автоматизации общепромышленного назначения
  • Светотехнические изделия
  • Силовые конденсаторы и конденсаторные установки
  • Технологическое оборудование
  • Трансформаторы (автотрансформаторы). Комплектные трансформаторные подстанции. Реакторы
  • Тяговое и крановое электрооборудование
  • Ультразвуковое оборудование
  • Химические и физические источники тока
  • Электрические машины
  • Электроизоляционные материалы
  • Электрокерамические изделия, изоляторы
  • Электросварочное оборудование
  • Электротермическое оборудование
  • Электроугольные изделия

Характеристики станков

  • токарные станки
  • сверлильные станки
  • расточные станки
  • шлифовальные станки
  • заточные станки
  • электро станки
  • зубообрабатывающие станки
  • резьбообрабатывающие станки
  • фрезерные станки
  • строгальные станки
  • долбежные станки
  • протяжные станки
  • отрезные станки
  • прочее оборудование

Характеристики КПО

  • прессы механические
  • прессы гидравлические
  • машины гибочные и правильные
  • машины и вальцы ковочные
  • ножницы
  • автоматы кузнечно-прессовые
  • молоты
  • комплексы оборудования на базе кузнечно-прессовых машин
  • автоматические производственные линии
  • устройства механизации и автоматизации к кузнечно-прессовому оборудованию
  • Разное кузнечно прессовое оборудование

Характеристики импортного оборудования

  • Токарные станки
  • Сверлильные станки
  • Расточные станки
  • Шлифовальные станки
  • Заточные станки
  • Электроэррозионные станки
  • Зубообрабатывающие станки
  • Фрезерные станки
  • Кузнечно-прессовое оборудование
  • Прочее оборудование
  • Трубообрабатывающие станки
  • Ленточнопильные станки
  • Обрабатывающие центры
  • Хонинговальные станки

Характеристики насосного оборудования

  • Вакуумные насосы
  • Дренажные, песковые, шламовые насосы
  • Насосные станции, установки и мотопомпы
  • Насосы для бочек
  • Насосы для воды
  • Насосы для скважин и колодцев
  • Насосы для топлива
  • Насосы химические и для агрессивных сред
  • Фекальные насосы
  • Прочие поверхностные насосы
  • Прочие погружные насосы
  • Прочие самовсасывающие и циркуляционные насосы
  • Прочие насосы

Марки стали и сплавов

  • Черные металлы, стали, чугун
  • Цветные металлы и сплавы
  • Прочие стали и сплавы
  • Зарубежные аналоги

Прочее оборудование

Новости

10.02.19 — Добавлены характеристики на холодильное оборудование

01.11.17 — Добавлены характеристики на насосное оборудование

16.02.17 — Обновлены характеристики на пресс КА4537

Делитесь информацией

Не нашли на портале характеристики на нужное вам оборудование?
Отправьте нам модель отсутствующего у нас оборудования, и мы Вас оповестим, как только добавим характеристики этого оборудования на сайт.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Марка кабеля Номинальная толщина оболочки, мм