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基于摩擦电电磁混合纳米发电机的自供电钻杆转速传感器研究( Research on Self-Powered Rotation Speed Sensor for Drill Pipe Based on Triboelectric-Electromagnetic Hybrid Nanogenerator )
C Wu Q Zhou G Wen
钻杆转速是调整钻井工艺的关键参数之一，因此需要对其进行实时监测。本文提出了一种基于摩擦电-电磁混合纳米发电机(NG)的自供电钻杆转速传感器,该传感器的摩擦电纳米发电机(TENG)和电磁发生器(EMG)部分可独立作为转速传感器和发电机使用,具有较高的可靠性。测试结果表明,选用TENG部分作为传感器时,测量范围为0～1000转/分,灵敏度为0.033Hz/rpm,测量误差小于3%,最大输出电压、电流和功率分别为15.08V、1.05uA和3.4u W。选用EMG部分作为传感器时,测量范围为0～1000转/分,灵敏度为0.017Hz/rpm,测量误差小于5%,最大输出电压、电流和功率分别为3.31V、43.25mA、36.5mW。此外，TENG和EMG的联合使用增加了传感器的可靠性，输出电流可以并联增加输出功率，非常适合钻井环境。
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