美媒：科學家發(fā)明可穿戴發(fā)電機 利用尿液供電 　　美媒稱，日前，一雙嵌入了微生物燃料電池（MFC）的襪子成功為一臺無線發(fā)射器提供了動力，并向一臺個人電腦發(fā)射了信號。這種MFC以尿液為燃料，靠穿戴者行走帶動循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術的可穿戴發(fā)電機提供動力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。 　　據(jù)美國每日科學網(wǎng)站12月11日報道，有關這項研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學》雙月刊上。 　　論文稱，這項試驗是由英國西英格蘭大學布里斯托爾生物能源中心的揚尼斯·耶羅普洛斯教授帶領的。 　　報道稱，襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料，依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講，續(xù)流MFC依靠一臺主電動泵來讓尿液在電池中循環(huán)，不過本項試驗完全依靠的是人體運動。該試驗使用的手動泵類似于簡單的魚循環(huán)系統(tǒng)，行走動作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電，使其每兩分鐘向由個人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。 　　耶羅普洛斯說：“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電，這次想看一下我們是否能用可穿戴技術復制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給，僅靠人力供電——尿液作為燃料、腳部運動作為泵?！?

柴油發(fā)電機運動部件故障的原因 柴油發(fā)電機曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等，這些故障主要發(fā)生與高速運動部位，采集裝置難以安裝并進行數(shù)據(jù)采集，且發(fā)生故障后信號干擾信息較多，也難以準確診斷和識別。目前許多學者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷，也有部分學者考慮依靠動力學對柴油發(fā)電機運動部件進行分析和診斷，更進一步地找準故障產(chǎn)生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現(xiàn)，通過對柴油發(fā)電機進行建模，設定柴油發(fā)電機各部件工作參數(shù)，設置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù)，進行通過仿真模擬，識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點，該技術為未來發(fā)展的一個潛力方向。 運動部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面，一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸，造成了磨損，使得接觸表面變形，在運動過程產(chǎn)生振動及噪聲，另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴重的磨損后產(chǎn)生了相互運動過程的碰撞及撞擊，直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見，各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容，包括機械動力、熱力、摩擦等，故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。 1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發(fā)電機油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸，嚴重影響發(fā)電機正常運行。目前主要通過對發(fā)電機進行故障信號檢測，判斷拉缸時振動信號頻域范圍，例如國外研究學者 Jacobo Porteiro 通過分析研究，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡驗證了拉缸時發(fā)電機故障的特征，并分析預測了發(fā)電機內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。 2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象，敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強大的振動，同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面，利用計算機仿真軟件，分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征，實現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機故障的分析和診斷。 3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機長時間大功率工作，連桿軸會產(chǎn)生磨損，使得軸承之間間隙變大，在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程，造成敲擊幅度變大，容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析，實現(xiàn)了對往復式發(fā)電機連桿故障振動信號角域和值域的分析，實現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。