A multi-node self-powered fault detection system by triboelectric-electromagnetic nanosensors for smart transportation

摩擦电效应 纳米传感器 材料科学 节点(物理) 故障检测与隔离 汽车工程 断层(地质) 纳米技术 电气工程 工程类 执行机构 复合材料 结构工程 地震学 地质学
作者
Zheng Fang,Lingji Kong,Jiang‐Fan Chen,Jie Chen,Xinyi Zhao,Dabing Luo,Zutao Zhang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:128: 109882-109882
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109882
摘要

The harnessing of vibrational energy is becoming increasingly pivotal in the development of intelligent rail transit systems. The integration of emerging technologies such as triboelectric nanogenerators (TENGs), electromagnetic generators (EMGs), or hybrid generators has become crucial for fault detection and energy harvesting in rail transit. This paper introduces a self-powered fault detection system (SPFDS). SPFDS combines multiple compact rotating Triboelectric-Electromagnetic Nanosensor (TENS) nodes with a deep learning-based diagnostic module to transform vibrational energy generated during train operations into electrical power and accurately identifies five distinct train bogie fault conditions. Simulations and experiments have shown that the TENS nodes, with a root mean square power of 0.21 W and a power density of 1595.7 W/m³, can efficiently detect various bogie faults. Additionally, their power output is adequate to support commercial sensors and Bluetooth modules. Through hyperparameter optimization, the diagnostic module utilizing multi-TENS nodes achieves an average diagnostic accuracy of 99.38 % for the five fault modes of freight train bogies. Implementing multiple TENS nodes in SPFDS enhances fault detection accuracy by an average of 32 % compared to a single TENS node, with a peak increase of 128 %. The multi-node TENS configuration and SPFDS's self-powered detection capabilities represent an innovative approach to complex fault detection, significantly contributing to the advancement of vibration energy harvesting and the development of distributed self-powered sensor network technologies for smart transportation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
复杂的鑫磊完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
3秒前
Lucas应助文舒采纳,获得10
3秒前
www发布了新的文献求助10
4秒前
小裤裤发布了新的文献求助10
4秒前
南禾完成签到,获得积分10
5秒前
Jasmine完成签到,获得积分10
5秒前
大闲鱼铭一完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Niraaaa发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
7秒前
苏云云发布了新的文献求助10
8秒前
汉堡包应助15966014069采纳,获得10
8秒前
顾矜应助安静翠柏采纳,获得10
8秒前
任无施完成签到,获得积分10
8秒前
米六应助包容的千兰采纳,获得10
8秒前
共享精神应助Sky采纳,获得30
11秒前
桐桐应助toxin37采纳,获得30
12秒前
简单的南霜完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
15秒前
小马甲应助大大小小采纳,获得10
16秒前
15966014069完成签到,获得积分20
17秒前
17秒前
昏睡的笑南完成签到,获得积分10
17秒前
蓝调子发布了新的文献求助20
17秒前
18秒前
19秒前
19秒前
BGRC131031发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
19秒前
冰糕发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
文舒发布了新的文献求助10
21秒前
TAN应助包容的千兰采纳,获得10
21秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
22秒前
涵Allen发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3157298
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2808647
关于积分的说明 7878088
捐赠科研通 2467070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1313183
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630369
版权声明 601919