突破传统限制：基于电致发光的自供电水下光学无线超声波传感器

基于电致发光的自供电水下光学无线超声波传感器系统架构

传统的超声波传感器依赖于压电效应，但也存在一些问题，如通信距离有限、电磁干扰和制造成本高。为此，研究人员提出了一种基于电致发光的光学无线超声波传感器（SAWS），它可以通过优化材料性能并引入纳米纤维和腔体结构，在水下超声波激发下产生有效且稳定的光发射。SAWS具有自供电能力、快速响应时间、低成本、高灵敏度和稳定性等优点。通过多通道传感器系统，SAWS能够精确定位水下超声波源，并通过光信号实现实时水下光通信。这项技术在水下环境监测、水下机器人和海洋传感器网络等领域具有广泛的应用前景。对SAWS的研究为构建水下自供电全光无线超声波传感系统提供了一种新方法，并为提高水下传感技术的性能和功能奠定了基础。

以下是基于电致发光的光学无线超声波传感器 (SAWS) 的系统架构描述：

超声波激发: 该系统使用超声波作为激发源，在水下环境中产生振动。传统的超声波传感器依赖于压电效应，但 SAWS 利用电致发光将超声波激发转换为光发射。
光学无线通信: SAWS 利用产生的光发射在水下环境中实现无线光通信。光发射携带有关超声波的信息，并作为通信手段。
材料优化: SAWS 采用优化材料来提高电致发光和光发射的效率。这涉及将纳米纤维和腔体结构引入传感器，从而提高光发射的稳定性和灵敏度。
自供电能力: SAWS 设计为自供电，无需外部电源。这是通过利用电致发光和优化材料特性来实现的，从而能够从超声波激发本身收集能量。
多通道传感器系统: SAWS 采用多通道传感器系统来精确定位水下超声波源。通过利用多个传感器，系统可以根据接收到的光信号对源的位置进行三角测量。
实时通信: SAWS 通过发送和接收的光信号实现实时水下光通信。这允许在 SAWS 与水下环境中的其他设备或系统之间交换信息和数据。
应用前景: SAWS 在水下环境监测、水下机器人和海洋传感器网络等各个领域都有广泛的应用。其自供电能力、快速响应时间、低成本和高灵敏度使其成为水下传感和通信的有前途的技术。

SAWS 的系统架构提供了一种构建水下自供电全光无线超声波传感系统的新方法。它解决了传统超声波传感器的局限性，并为提高水下传感技术的性能和功能开辟了可能性。