基于摩擦纳米发电机的自驱动自清洁雨量传感器

为降低新能源汽车雨量监测系统功耗,提出基于摩擦纳米发电机(TENG)的自驱动、自清洁雨量传感器.利用微电子机械系统(MEMS)工艺制备了具有微纳阵列结构的硅片模板,实现了微纳结构柔性转移.基于表面具有金字塔微结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜构建了单电极模式TENG,研究了不同表面形貌对传感器输出性能的影响.利用雨量模拟系统对传感器在不同降雨夹角和不同降雨速度条件下输出电压和输出电流进行测试.结果表明,传感器在降雨速度恒定状态下,可通过输出信号有效区分15°、30°、45°、60°和80°降雨夹角;传感器在降雨夹角恒定状态下,可通过输出信号有效区分5、10和15 mL/s降雨速度.测试结果验证了该自驱动传感器在雨量监测领域的应用潜力.