Ультразвук передает энергию и данные сквозь стальные стены

Стальные стены не препятствие для докторанта Политехнического института Ренсселаера Тристана Лори (Tristan Lawry). Он разработал и продемонстрировал систему, которая с помощью ультразвука может беспроводным способом одновременно передавать большие объемы данных и энергию сквозь толстые металлические стены, например корпуса морских судов и подводных лодок.

Проект Лори называется "Высокопроизводительная система беспроводной передачи энергии и данных через твердые металлические корпуса". Он должен решить сложную проблему связи с подводными объектами и значительно повысить прочность конструкции кораблей.

Сегодня провода все чаще заменяют более удобной беспроводной связью. Но обычные электромагнитные беспроводные системы неэффективны при передаче энергии и данных сквозь металлические корпуса судов из-за эффекта клетки Фарадея. Корпус корабля представляет собой аналогичное препятствие, он отражает электромагнитные волны и гасит высокочастотные сигналы, превращая их вихревые токи, которые нагревают корпус корабля.

В настоящее время для установки критически важных датчиков на обшивку кораблей и подводных лодок приходится сверлить отверстия в корпусе, через которые подводятся кабели для передачи данных и электроэнергии. Каждое отверстие потенциально увеличивает риск возникновения серьезных проблем, в том числе появления течи и разрушения конструкции. Кроме того, установка и обслуживание этих датчиков требует постановки корабля в док или кессон для подводных работ, что может занять несколько месяцев и стоить миллионы долларов.

Изобретение Тристана Лори решает эту проблему, поскольку его запатентованная система использует ультразвук - высокочастотные звуковые волны, которые легко распространяются сквозь толстые стальные плиты и другие твердые материалы. Пьезоэлектрические преобразователи устройства превращают электрические импульсы в акустические сигналы и наоборот, что позволяет формировать беспроводные "мосты" сквозь сплошные барьеры. Устройство позволяет использовать отдельные независимые каналы для передачи данных и энергии, что полностью устраняет необходимость сверления корпуса.

Ученый уже продемонстрировал одновременную передачу 50 Вт мощности и данных на скорости 12,4 Мбит/с сквозь стальную плиту толщиной 6,3 см. Эти результаты намного превосходят все известные ранее системы, способные одновременно передавать данные и электроэнергию сквозь металл.

Кроме надводных и подводных кораблей, новую технологию беспроводной передачи данных и энергии можно использовать во многих других отраслях, где требуются постоянные питание и работа сенсорных сетей в изолированных условиях. Так, ультразвуковой передатчик пригодится для работы с датчиками в ядерных реакторах, на химическом оборудовании, установках для бурения нефтяных скважин, трубопроводах, боевых бронированных машинах, глубоководных транспортных средствах, космических кораблях и спутниках.

Читайте на CNews
Россия и Финляндия вместе профинансируют инновационные проекты
Запущен первый конкурс молодежных инновационных проектов "Телеком Идея"
Открыт прием заявок на регистрацию доменов в зоне .SO