管状油-固体摩擦电纳米发电机用于绝缘油流动的自主杂质监测

自供电管状油-固体三端摩擦纳米发电机传感器设计，通过纳米材料复合层提升电子捕获性能，结合周期油流控制实现信号周期性输出，并利用卷积神经网络建立输出特性与油中水分、金属、纤维颗粒的关联，在油浸变压器中实现原位监测。

　　

摘要

工业物联网和数字智能机械的发展对检测工业设备润滑剂或油中的杂质提出了更高的要求。本文设计了一种管状油-固体摩擦电纳米发电机（TOS-TENG），作为用于检测绝缘油流动中杂质的自供电传感器。具体而言，该传感器基于纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷制备了一种具有优异电子捕获能力的疏油性摩擦电传感层。此外，提出了一种周期性启停的油流控制方法，以实现绝缘油在流动状态和静止状态之间的切换，从而从TOS-TENG产生周期性输出信号。通过基于卷积神经网络的深度学习算法，建立了TOS-TENG的输出特性与杂质属性（类型、含量）之间的关联，能够识别油中的常见杂质，如水分、金属和纤维颗粒。作为概念验证，设计了一种基于TOS-TENG的工业级设备，用于在线监测浸油变压器中的杂质。这项工作为连续流体的成分分析提供了新的见解，并为智能工业设备中的油况监测提供了一种新策略。

图形摘要

开发了一种管状油-固体摩擦电纳米发电机，作为用于检测绝缘油流动中杂质的自供电传感器。引入了一种周期性启停方法来管理油流状态。此外，深度学习算法阐明了摩擦电响应与各种杂质之间的关系，从而能够评估油中的水分、金属和纤维成分。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。