Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"ANDRZEJ KOCIUBIŃSKI"

Universal acceleration measurement unit for energy harvesting sources

Czytaj za darmo! »

This article describes a universal acceleration measurement unit designed for measuring parameters of vibrations of different objects and with the use of the results allows modelling of energy harvesters for them. The paper presents the design of the measurement unit, the prototype and example measurements. Streszczenie. Niniejszy artykuł przedstawia uniwersalny układ do pomiaru przyspieszeń zaprojektowany w celu pomiaru parametrów wibracji różnych obiektów. Znajomość tych parametrów pozwala na modelowanie dedykowanych źródeł energii opartych o przetworniki piezoelektryczne dla badanych źródeł. (Uniwersalny układ do pomiaru przyspieszeń). Keywords: energy harvester, acceleration measurement, vibration measurement. Słowa kluczowe: przetwornik piezoelektryczny, pomiar przyspieszenia, pomiar wibracji. Introduction This article describes a universal acceleration measurement unit designed for measuring parameters of vibrations of different objects and using the results especially to allow modelling energy harvesters for them. The paper presents the design of the unit, the prototype and example measurements taken with the use of the prototype. Energy harvesters allow to regain energy from heat, light or vibrations and convert it to electrical energy. Systems which use energy harvesters as their only power supply can work as long as mechanical or other form of energy is generated by the main system. Energy harvesters can be used, for example in wireless sensor networks installed in hazardous environment on vibrating elements like pumps, generators. The knowledge of the character of vibrations produced by these elements is crucial in the phase of modelling and prototyping energy harvesters. Knowledge of the vibrations' frequencies allows to tune the resonance frequency of the piezoelectric energy converter to maximize its output power. Knowledge of acceleration amplitude in each axis allows to estimate the value of maximum output power [...]

Projekt i symulacje systemu wykorzystującego konwersję energii kinetycznej na elektryczną do zasilania lampy rowerowej

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono projekt i badania symulacyjne systemu zawierającego piezoelektryczny przetwornik energii kinetycznej na elektryczną wykorzystujący niskoczęstotliwościowe wibracje poruszającego się roweru. Proponowany system składa się z belki mechanicznej zawierającej warstwę materiału piezoelektrycznego, odbiornika energii (dioda LED) oraz prostego układu elektronicznego magazynującego i zarządzającego działaniem systemu. W pracy zaprezentowano oraz skomentowano wyniki symulacji powyższego systemu. Abstract. This paper reports design and simulation of a piezoelectric device that harvests mechanical energy from low frequency range vibrations of a moving bicycle. The energy harvesting system consists of a cantilever beam with a piezoelectric material, the energy receiver (Light-Emitting Diode) and a simple power interface circuit used to control system. The results of the simulations, like generated electrical power and others, are reported and commented herewith.(Design and simulation of a vibration-based energy harvesting system for a bicycle). Słowa kluczowe: pozyskiwanie energii ze środowiska, wszechobecne źródła energii, generatory piezoelektryczne. Keywords: energy harvesting, energy scavenging, piezoelectric generators. Wstęp Wraz z miniaturyzacją układów zmniejsza się ich zapotrzebowanie na energię elektryczną, co umożliwia stosowanie źródeł zasilania o coraz mniejszej wydajności. W wielu aplikacjach mikroprocesorowych układ pozostaje uśpiony przez większość czasu pracy pobierając prąd na poziomie pojedynczych μA i wybudza się na kilka sekund w celu wykonania zaprogramowanych czynności. Innymi prostymi układami które są aktywne tylko przez pewien czas pracy mogą być układy sygnalizacji akustycznej i optyczne[...]

Optoelektroniczny interfejs nowej generacji dla światłowodowych czujników mikrocieczowych


  Obecnie istnieje wiele metod klasyfikacji cieczy biologicznych z zastosowaniem urządzeń optoelektronicznych. Najczęściej wykorzystują one zjawiska fotoluminescencji lub pochłaniania światła [1]. W Instytucie Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW opracowywane są nowe metody badania cieczy biologicznych, wykorzystujące w głowicach czujników krótkie odcinki kapilar optycznych. Wyniki prac dotyczących diagnozowania jakości mleka z wykorzystaniem wymuszonych cyklów pomiarowych i głowicy kapilarnej przedstawione w [2] były na tyle obiecujące, że postanowiono skonstruować głowicę pomiarową umożliwiającą zastosowanie jednorazowej, wymiennej kapilary optycznej, przeznaczonej do badania cieczy nieprzezroczystych, pochodzenia biologicznego. Głowica ma współpracować z układami zasilania i detekcji, sterowanymi z opracowanego programu komputerowego, rejestrującego i analizującego dane pomiarowe. Wybór rodzaju cieczy do prowadzenia eksperymentów konstrukcyjnych jest podyktowany koniecznością badania substancji biologicznych i jednocześnie posiadania stabilnego punktu odniesienia. Głowica pomiarowa z wymienną kapilarą optyczną Praca prezentuje laboratoryjny układ pomiarowy z wykorzystaniem optoelektronicznego interfejsu dla światłowodowych czujników mikrocieczowych pracujących z przełączanym sygnałem optycznym. Przełączanie sygnału optycznego odbywa się w głowicy kapilarnej, gdzie badane są próbki o bardzo małej objętości i szerokim zakresie zmian mętności lub przezroczystości. Krótka kapilara jest dla cieczy biologicznych mikropompą i reaktorem, a w jej wnętrzu zachodzą wymuszone zmia[...]

Zaawansowane modelowanie warstw diamentowych CVD w zastosowaniach MEMS/MOEMS

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono i omówiono zastosowanie warstw diamentowych osadzanych metodą CVD w systemach typu MEMS i MOEMS. Porównano fizyczne właściwości warstw diamentowych z właściwościami krzemu. Jako przykład przedstawiono założenia i wyniki symulacji typowej struktury mikromechanicznej wytworzonej z warstwy diamentowej i warstwy krzemowej. Wszystkie symulacje zostały wykonane dedykowanym oprogramowaniem do symulacji systemów typu MEMS - CoventorWare ™. Abstract. CVD formed diamond layers applied for MEMS/MOEMS applications have been presented and discussed in this paper. Physical properties of CVD diamond layers have been compared with silicon layer properties. As an example of diamond-based and silicon-based devices, modeling issues and results of simulations performed for typical MEMS structure have been presented and discussed. All simulations have been carried out within the specialized simulation environment - CoventorWare™. (Multidomain modeling and simulation of CVD diamond layers for MEMS/MOEMS applications). Słowa kluczowe: diament, mikrosystemy, symulacje, technologia diamentowa. Keywords: diamond, MEMS, simulation, diamond technology. Wstęp Obecnie świat elektroniki zdominowany jest przez technologie krzemowe. Materiały krzemowe i technologie z nimi związane osiągnęły niemal idealny stan pod względem jakości i uzysku. Większość systemów typu MEMS i MOEMS (ang. Micro-Electro-Mechanical System; Micro-Opto-Electro-Mechanical System) jest wytwarzanych głównie w technologii krzemowej. Jednak struktury wykonane z krzemu zawodzą, jeśli pracują w agresywnych ośrodkach, w wysokiej temperaturze lub przy silnym promieniowaniu cząstek jonizujących. Ograniczenia wynikające z właściwości krzemu, wymagają rozwijania badań związanych z materiałami, które są zarówno bardziej odporne na warunki środowiska, ja[...]

Modelowanie 3-wymiarowe anizotropowego trawienia krzemu

Czytaj za darmo! »

W artykule zostały przedstawione metody optymalizacji parametrów w programie Etch3D oraz wyniki symulacji trawienia krzemu w KOH w porównaniu ze strukturami próbnymi. Celem niniejszych badań była kalibracja parametrów symulatora do warunków procesów przeprowadzanych w ITE. Do analizy wpływu parametrów funkcji RPF (ang. Remove Probability Function) na parametry wyjściowe, zastosowano metodę Taguchiego. Pozwoliło to na optymalizację wyników symulacji do rzeczywistych procesów trawienia przeprowadzanych w ITE. Abstract. The methods of parameters optimization in the program Etch3D and results of simulations of silicon etching in KOH in comparison with experiments are presented. The aim of this study was to calibrate the tool to a set of process conditions that is offered by ITE. The Taguchi approach [4] was used to analyze the influence of every RPF (Remove Probability Function) parameter on one or more output parameters. This allowed tuning the results of simulation to results of real etching performed at ITE. (3-D modeling of anisotropic wet etching of silicon). Słowa kluczowe: KOH, modelowanie, symulacja, trawienie mokre. Keywords: KOH, modeling, simulation, wet etching. Wstęp Chemiczne anizotropowe trawienie kryształu krzemu w KOH/TMAH, jest standardowym procesem technologicznym w produkcji trójwymiarowych struktur urządzeń mikroelektromechanicznych. Proces trawienia jest uzależniony od orientacji trawionego kryształu, temperatury, stężenia roztworu oraz czasu przebywania płytki w roztworze [1]. Precyzyjne wyznaczenie parametrów struktury (np. kształty wytrawionych płaszczyzn krystalograficznych), otrzymywanej w wyniku trawienia jest trudne do określenia na etapie projektowania przyrządu. Symulator Etch3D™ umożliwia rozwiązanie tego problemu w wyniku symulacji procesu mokrego [...]

Układ pomiarowy czujnika sił zgryzu do zobiektywizowanej oceny wydolności narządu żucia

Czytaj za darmo! »

Celem niniejszej pracy było zaproponowanie układu pomiarowego do określenia charakterystyki obciążającej siły zgryzu podczas czynności żucia. Stanowić on będzie narzędzie diagnostyczno-pomiarowe wspomagające lekarza stomatologa w obiektywnej ocenie biomechanicznej wydolności tkanek nośnych w polu obciążeń uzębienia naturalnego i uzupełnień protetycznych. Abstract. The occlusal forces determine the functional efficiency of the organ of mastication apparatus in proportion to their power and frequency. The measurement of parameters mentioned above makes up the basis of the objectivized evaluation in clinical diagnostics of the biomechanical efficiency of mastication apparatus. The device proposed in this paper will be the diagnostic tool useful for the dentist doctor in objective evaluation of the biomechanical efficiency of bearing tissues in the zone of the natural teeth and orthotic supplements. (Occlusal force sensor - based measuring system for objectivised evaluation of the efficiency of mastication apparatus). Słowa kluczowe: czujnik siły zgryzu, protetyka. Keywords: occlusal force sensor, prosthetics. Wstęp Morfologia zgryzu w uzębieniu naturalnym jest determinowana wartością efektywnej siły obciążającej niezbędnej do odgryzania i rozdrabniania kęsów pokarmowych. Tą podstawową funkcję narządu żucia określa sprawność czynnościowa uzębienia naturalnego lub jego protetycznej rekonstrukcji. Siły zgryzu wyzwalane przez system motoryczny ruchów żuchwy determinują sprawność czynnościową narządu żucia proporcjonalnie do ich wartości i częstotliwości. Efektywna siła obciążająca lokalnie zęby przeciwstawne podczas odgryzania i rozdrabniania kęsów pokarmowych wynosi przeciętnie 20 N, a jej częstotliwość zawarta w przedziale 0,66-2,0 Hz zachowuje [...]

Analiza układu lokalnego ogrzewania próbki cieczy o nanolitrowej objętości w wieloparametrycznych czujnikach kapilarnych


  Istota układu ogrzewania próbki cieczy. Ważnym zagadnieniem badawczym jest wieloparametryczna ocena parametrów cieczy biologicznych. Umożliwia ona klasyfikację stanu organizmu, który ją wyprodukował, np. w weterynarii stan zapalny gruczołów mlecznych jest określany na podstawie badań mleka [1]. Obecnie badana i optymalizowana jest metoda klasyfikacji ośrodków ciekłych, polegająca na poddawaniu cieczy, wypełniającej krótki odcinek kapilary optycznej, wymuszonym cyklom termicznym [2]. Cykle te powstają na skutek lokalnego ogrzania fragmentu kapilary wykorzystując grzejnik oporowy - rys. 1. Analiza układu lokalnego ogrzewania próbki jest istotna ze względu na możliwości interpretacji wyników otrzymywanych z cykli pomiarowych oraz ze względu na określenie zakresu możliwych do zbadania cieczy, jak i ze względu na optymalizację konstrukcji głowicy. Popularne w metodach analitycznych przybliżenie rozwinięcia warstwowego układu kapilara-grzejnik dla badanych układów prowadzi do znacznych odchyłek, które praktycznie uniemożliwiają projektowanie i optymalizację wieloparametrycznego czujnika kapilarnego.Parametry i technologia grzejników Praktyczne aplikacje czujnika kapilarnego związane są z wymiennością optrod[...]

Coupled thermo-electro-mechanical modeling and simulation of 3D micro- and nanostructures

Czytaj za darmo! »

The complex silicon systems formed by the several specialized devices like SOC, RF devices, power devices, MEMS wafers are fabricated in dedicated technologies. If the designer attempts to integrate them into the one big multifunctional system (Fig. 1), he meets the new, yet unexplored fields for the multidisciplinary, mutually dependent thermal, electrical, EM and mechanical parameters mode[...]

Zagadnienia klasyfikacji biopaliw - głowica hybrydowa współpracująca z optrodami kapilarnymi


  Biopaliwa ciekłe mogą charakteryzować się innymi parametrami niż paliwa klasyczne. Ze względu na zalecenia i zakres stosowania biopaliw istotna jest ocena ich parametrów [1]. W tym celu należy opracować szybkie i tanie sensory. Należy zauważyć, że zastosowanie metod oceny wybuchu lub spalania paliwa nie jest dopuszczane w sensorach ze względów bezpieczeństwa, a proces testowania olei i benzyn najczęściej wymaga stosowania pojemników jednorazowych. Prezentowana praca dotyczy opracowania klasyfikatorów biopaliw wykorzystujących głowice wieloparametryczne z wymiennymi jednorazowymi optrodami kapilarnymi [2]. Dotychczas odrębnymi zagadnieniami aplikacyjnymi była możliwość oceny jakości biopaliw przeznaczonych do stosowania w silnikach wysokoprężnych i iskrowych. Jako biopaliwa dla silników iskrowych (bioetylina) stosuje się mieszanki benzyny z substancjami uszlachetniającymi oraz z substancjami zmieniającymi oddziaływania powierzchniowe alkanów. Czysta benzyna to mieszanina węglowodorów alifatycznych (łańcuchowych, najczęściej alkanów - rys. 1) o liczbie atomów węgla 5…12. Środki przeciwstukowe i dodatki "bio" to węglowodory aromatyczne oraz alkohol, a substancje modyfikujące właściwości powierzchniowe to np. aceton. Zasada działania wieloparametrycznej głowicy Głowica klasyfikatora wieloparametrycznego przeznaczona do badań ośrodków ciekłych, wykorzystuje wymuszony cykl pomiarowy zachodzący w kapilarach optycznych [6]. W odróżnieniu od dotychczas znanych układów wykorzystujących kapilary do badania cieczy, takich jak głowice elektroforetyczne (CE) i komory cieczowe z kapilar optycznych (LCW), proponowana głowica wykorzystuje przełączanie strumienia optycznego. Przełączanie to zachodzi podczas lokalnego ogrzewania próbki, które powoduje wytwarzanie bąbla par własnych i jest realizowane z wykorzystaniem kapilary pracującej jako podzespół fotoniczny, tak jak pokazano to na rys. 2. Rys. 1. Przykładowy alkan Fig. 1. Sampl[...]

Wieloparametryczna klasyfikacja właściwości użytkowych biopaliw ciekłych - optymalizacja głowicy sensora


  Pierwszy silnik na 100% biopaliwo PPO (Pure Plant Oil) skonstruował Rudolf Diesel w 1912 r. Paliwo stanowił surowy olej roślinny z orzeszków arachidowych. Następne próby konstrukcji silników zasilanych PPO datowane są na 1985 r. [1]. Klasyczne paliwa uzyskuje się głównie z produktów destylacji ropy naftowej. Po destylacji skład benzyny jak i oleju jest zależny od wyjściowego składu ropy i warunków destylacji. Powyższy proces technologiczny powoduje, że dla paliw ciekłych nie istnieje pojęcie temperatury wrzenia istnieje natomiast zakres parametrów destylacji. Należy zauważyć, że zarówno benzyny jak i oleje napędowe modyfikuje się przed konkretnym zastosowaniem. Oleje napędowe są skomplikowanymi mieszaninami węglowodorów wrzących (destylujących) w zakresie od około 170°C do około 370°C. Podstawowym parametrem oleju napędowego jest Cetane Number (CN ). Przyjmuje się, że CN opisuje jego jakość, której odpowiada opóźnienie zapłonu. Im mniejsze opóźnienie zapłonu w silniku, tym większa CN . Skala CN jest wzorowana znanymi węglowodorami. Sytuacja w obszarze produkcji biopaliw jest dynamiczna, wyróżnia się wiele typów biopaliw (rys. 1). W Polsce stosowane są przez rolników mieszanki oleju rzepakowego i oleju napędowego [2, 3]. Czasami są one modyfi- Rys. 1. Klasyfikacja pochodzenia biopaliw ciekłych Fig. 1. Biofuels origin classyfication kowane n-butanolem i etanolem. Ze strony producentów biopaliw prowadzone są prace nad niskoenergetycznymi procesami uszlachetniania, np. transestryfikacja oleju sojowego z wykorzystaniem mikrofal i nanoproszków umożliwia wytworzenie bio-oleju napędowego zgodnego z EN -14214 [4]. Izomeryzacja umożliwia utworzenie bio-oleju napędowego nowej generacji, który może być stosowany pomimo zerowego udziału oleju z rafinerii [5]. Neste Oil proponuje biokomponent NE xBTL, który jest także wykorzystywany jako 100% biopaliwo pod nazwą Neste Green 100 [6]. Stosowane są także bio-oleje napędowe z uwodorowio50 El[...]

 Strona 1