Research on Self-powered Low Frequency Vibration Sensor Based on Triboelectric Nanogenerator

摘要： 设计了一种基于摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator, TENG)的自供能低频振动传感器(Low-frequency sensor, LV-TENG)，结合TENG发电理论和电学仿真阐明了该传感器电信号产生的基本原理，证明了LV-TENG在无需外接电源情况下即可实现对二维振动的监测。COMSOL软件仿真分析表明，基于TENG独立层工作模式，当带电聚四氟乙烯(PTFE)小球振动时，两侧电极输出电信号与小球振幅存在较强的线性关系。通过传感器振动特性试验，定量分析了不同振动角度下LV-TENG输出电信号与外部振动参数之间的关系。根据输出电信号特征量，所设计的LV-TENG可实现振动状态的精准判断。