外文译文(封面及要求)

译文要求

1.翻译这些文章，所给英文作为参考。

摩擦发电体传感器在管道中的位置

材料科学与工程学院，乔治亚理工学院，亚特兰大，乔治亚0332-0245，美国，电子薄膜国家重点实验室薄膜与集成器件，光电信息学院，中国电子科技大学，

信息，科技，成都610054中国（电子科技大学），中国，和北京奈米能源和纳米技术研究院，中国科学院，北京，中国。^ Y. G.苏，朱，和杨同样对这项工作作出贡献。

摘要：我们讨论摩擦发电是基于单电极的摩擦，传感器（se-tes）用于检测物体的运动在管道中的位置。这项创新的优点具有成本低和好的效益，设计简单等，基于传感器se-tes薄膜环形铜电极和聚四氟乙烯（PTFE）管，原理是在对摩擦起电和静电之间的耦合作用的基础上感应。传感器的响应发电输出信号一个物体的机械运动（如球）通过电极。铜电极的线性阵列可以沿管在一侧的位置和运动的钢球速度的检测。信号—对这一器件达到的噪声比10 3。此外，我们证明了运动特征的实时监测和映射利用电极通道沿管一七单元阵列管内钢球，由输出触发（电流信号）LED灯泡作为一个滚动的球的位置的实时指标。另外。se-tes 也显示的检测在一个水管堵塞的能力。这项工作表明潜在的广泛应用在自摩擦电传感器驱动的跟踪系统堵塞检测，流量控制和物流监控。

关键字：摩擦电效应自发电跟踪传感器管道检测闭塞

发展定位与跟踪系统的应用是很重要的，交通运输，物流控制机，流量监测。通过电子信息手段确定一个对象的位置，然而直接的视频成像是移动计算机和物联网的关键技术。关键也就在于位置感应，具有LED的设计与实现，优化健在模式系统，尤其是计算能力和感应范围。

8年多来，主要是以搜索工作已经基于检测热和磁，然而一个常见的限制是大多数这类传感器长寿和移动性带来的挑战，最近，一类发电传发电传感器基于电纳-（滕氏介绍。）

他的工作环境来源与机械能，传感器能够独立的工作，不需要外部电源。最基础的其实也就是耦合作用，摩擦起电和静电感应。他们已被用于检测儿茶素，汞离子。磁场的变化。和空间位移。几乎少量的工作已经完成，使用腾一自供电的实时跟踪系统。

在本文中，我们提出了一个自发电，单电极型电传感器（se-tes）是基于滚动带电及静电感

（se-tes）是基于滚动带电及静电感应。当一个摩擦带电的钢球滚聚四氟乙烯（PTFE）管沿用环形铜电极，它诱导交替流动的电子被—铜电极和地之间。单电极的结构—要求与检测到的无电接触。

图一单电极的电传感器（se-tes），

A、se-tes的制作示意图，插图：的实物图，素描，在倾斜角度30的蚀刻纳米线结构的PTFE表面的扫描电镜图像？

B、传感器工作机制

C、模型模拟示意图

D、钢球在se-tes中的电势分布的有限元模拟管内不同位置

E、计算出的电位在Cu电极作为对钢球的位置函数

F、计算出的电荷量对铜电极作为位置的函数钢球。

对象允许外部铜电极覆盖任何聚四氟乙烯管的一部分，这大大简化了的结构和制造工艺。工作se-tes的原理系统地研究—实验结果和有限元的门控模拟。当钢球滚过铜电极，开路电压的峰值和短路电流之间测量电极和接地达到60 V和0.4μ一分别。钢球的运动速度以线性铜电极阵列获得的在聚四氟乙烯管。此外，我们的恶魔—开始用七的se-tes应用电极通道作为一个自供电的跟踪系统—透射电子显微镜的实时监测和映射一个滚动的球的位

置。运动特性的对象，如位置和速度，可在变电所分析得到的—电子数据。此外，LED灯泡被用作直接跟踪指标立即显示对象的位置。此外，该se-tes是能够识别的堵塞管位置装满水。因此，这项工作明确提出了具有实用性的se-tes—在跟踪系统中的应用- TiAl，堵塞—检测，交通监控，健康护理，

结果与讨论：一种制造se-tes由聚四氟乙烯管和铜电极，如图1a显示的薄膜—铜基电极缠绕聚四氟乙烯管形成一个线性阵列，如插图所示图1A。在这里，PTFE和钢作为产生摩擦电荷接触材料由于电子亲和力大的差异。28的摩擦带电的钢球滚过聚四氟乙烯管，电子诱导之间流动电极和接地，造成一个可衡量的交流。根据扫描电子显微镜（SEM）图像的图1A，聚合物纳米—导线的内表面上的均匀分布聚四氟乙烯管，具有连续的平均长度直径范围从80到140 nm。干—蚀刻的纳米线在聚四氟乙烯表面增加基于钢球的有效接触，提高在摩擦过程中，摩擦电荷密度。图1b说明了SE的工作原理—测试。在原来的位置描绘figure1b-i，由于在摩擦带电的极性差异大，聚四氟乙烯吸引了来自钢球电子，离开网在聚四氟乙烯表面的负电荷和平等对钢球的正电荷量。的所产生的负摩擦电荷分布

图2。与一个电极se-tes电气测量结果。（一）短路电流（B）的循环状态放大视图

突出表现在（A）。（C）（D）的开路电压。整流电流的全波整流桥（E）诱导的电荷累积。软件测试通过二极管桥启用。注意：铜电极接正作为探针静电计，离开负极探针接地。

均匀的PTFE管和保持一个扩展一段时间由于绝缘性能高分子材料。28这些负性摩擦在聚四氟乙烯管的电荷使正电荷铜电极上感应电荷。一旦钢球铜电极的方法，正摩擦电荷的儿子钢球将驱动电子从地面流向铜电极，对于带电的球从筛选电场，如图所示1b-ii.when球对准电极，负电荷达到最大值—不利的量的Cu电极上，就像图为钢球1b-iii.开始离开铜电极，感应电子流在地面上的负电荷，使少铜电极，如图所示1b-iv.最后设备将返回到其原始状态图1b-i球远离电极。因此，作为球穿过，交变电子流发生电极之间的地面，这是指示接近和电信号离开球到/从电极。为了获得更多的定量研究该信号的产生过程的se-tes，电势分布和电荷转移的亲—该设备的过程进行了数值模拟使用COM溶胶计算。图1C说明提出的仿真模型。图1D展示该电位分布的仿真结果—se-tes中当球在五个不同的从电极的距离。当电—电极是完全一致的，在电位聚四氟乙烯管达到最大的电动电位。发现随着距离的减少是—吐温钢球和电极变大（支持信息图S1）。

计算电动势作为距离的函数作图图1E，其中电动势增加然后降低在对准的峰值位置。图1显示计算电荷泉—在不同的距离对铜电极的数量，在上述工作的依据在图1b的过程。表征的se-tes性能感知移动的物体，从一个电输出电极为偷球辊来回了系统地测量。如图2a 所示，该短路电流表现出说话sinalternatingdirec—tions。放大视图在图2b显示整个现在的相对位置周期运动的球走向cuelectrode产生。负电流的峰值，而离开的原因积极的人，通过在图2b中的插图所示。负峰和正峰之间的间隔对应于一个状态，球是滚动电极覆盖的管部分，所带来的在位置测量误差。的差异钢球的直径和宽度之间电极间隔，从而直接影响有助于位置测量精度—彪。为了获得一个良好的精度，一致性电极的宽度和球直径与高度要求。开路电压，如图所示图2C，零和最大之间切换60 V为球值重复穿电极。实验的结果是完全一致的.