美媒：科學(xué)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(shù)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(xué)網(wǎng)站12月11日報道，有關(guān)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(xué)》雙月刊上。
   論文稱，這項試驗是由英國西英格蘭大學(xué)布里斯托爾生物能源中心的揚尼斯·耶羅普洛斯教授帶領(lǐng)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(shù)復(fù)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。”
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發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié)
 故障背景：2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島，鍋爐發(fā)生點火故障，于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上的燃油管有滴漏，當時忙于處理鍋爐問題，為減少柴油損失，當即關(guān)閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關(guān)閥門。

  故障現(xiàn)象：第二天船舶離港時，當班輪機員凌晨4點打電話給我，說一號發(fā)電機不能并車，三號發(fā)電機能并車但只能承擔(dān)150 KW，再加負荷就加不上去。我立即下機艙，檢查發(fā)電機相關(guān)情況，滑油、冷卻水各項參數(shù)未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉(zhuǎn)移負載，多次手動調(diào)節(jié)調(diào)速器以增加燃油供油量，但負荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車，自動與手動并車都未成功，一號發(fā)電機顯示頻率過高。

  打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵，油泵齒條拉桿均能自由活動，油尺刻度指示在較大值，排除了油泵的問題，再檢查相關(guān)管路，發(fā)現(xiàn)有個進油閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當即慢慢全開燃油閥，三號發(fā)電機立即加載到500KW，負荷轉(zhuǎn)移正常。

  注意力再轉(zhuǎn)向一號發(fā)電機，發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開，當即打開進油閥，并再次嘗試并車，但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的，頻率、轉(zhuǎn)速，負荷的轉(zhuǎn)移各項指標都正常，怎么突然就轉(zhuǎn)速過高了呢?

  故障措施：三號發(fā)電機正常之后，我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上，之前發(fā)電機轉(zhuǎn)速感應(yīng)器出現(xiàn)過速度顯示的問題，所以首先還是考慮轉(zhuǎn)速感應(yīng)器故障，懷疑有可能是感應(yīng)器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉(zhuǎn)速感應(yīng)器)，一個用于機旁控制屏顯示，一個用于發(fā)電機控制系統(tǒng)。當即取出兩個感應(yīng)器，其中一個確實臟了，擦拭干凈后，檢查了速度感應(yīng)器的阻值，確認正常，重新裝回，調(diào)整好間隙，重新啟動發(fā)電機，轉(zhuǎn)速還是過高--950RPM。

  排除了轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的問題，那么故障就應(yīng)該在機械部分。檢查高壓油泵，調(diào)節(jié)拉桿活動正常;檢查調(diào)速器，該調(diào)速器品牌是Regulateurs Europa，型號1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調(diào)速器上的手動速度調(diào)節(jié)旋鈕卡住了，很難轉(zhuǎn)動，聯(lián)想到二管輪的交接班記錄，提示該調(diào)速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件，當時由于缺少原裝備件，用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達，與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比，發(fā)現(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)不一致：非原裝備件，制造商Woodward，電壓24V，轉(zhuǎn)速2000 RPM，功率5瓦;原裝備件，制造商Groschopp，電壓24V ,轉(zhuǎn)速2700RPM，功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達，發(fā)現(xiàn)馬達的塑料齒輪磨損，不能轉(zhuǎn)動。

  換上新的同步馬達，啟動發(fā)電機，調(diào)節(jié)手動轉(zhuǎn)速旋鈕，使轉(zhuǎn)速達到916RPM, 待發(fā)電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后嘗試并車，發(fā)電機可以成功并車。但是又出現(xiàn)個新問題，并車后一號發(fā)電機功率并未提高，相反地，出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)象，幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車，我與電機員在發(fā)電機旁觀察，雙方用對講機聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)當發(fā)電機并車成功后，調(diào)速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致柴油機減速，這與并車后調(diào)速器的正確動作恰恰相反，正常情況下，調(diào)速器速度控制旋鈕應(yīng)該順時針方向旋轉(zhuǎn)使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力，維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。查找到問題癥結(jié)后，我們再對比同步發(fā)電機馬達的電壓與電流情況、查找相關(guān)發(fā)電機電線接線圖紙，發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機相關(guān)接線控制板亦與原廠圖紙一致，這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線，將其對調(diào)，再次啟動發(fā)電機，并車成功，負荷轉(zhuǎn)移順暢，問題解決。

  經(jīng)過該事件，發(fā)現(xiàn)以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意：

  啟動發(fā)電機之前，一定要檢查相關(guān)管路系統(tǒng)，之前做出過狀態(tài)改變的相關(guān)閥門，一定要及時設(shè)置好。交接班工作一定要交接清楚，不能有遺漏;

  該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關(guān)閉的燃油閥打開，該輪經(jīng)過幾任管理公司管理，燃油管路的閥門老化，在全關(guān)時仍然存在些許燃油泄漏，造成一號發(fā)電機啟動時，能正常啟動，調(diào)速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉(zhuǎn)速，但同步馬達因為調(diào)速器不正常動作導(dǎo)致里面的齒輪損壞，造成了同步馬達卡死，以至于發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到;

  不同管理公司的備件采購?fù)緩讲灰粯樱嬖诖罅康谌缴a(chǎn)的備件，與原廠備件相比，有些參數(shù)都不一致，有些即使銘牌上參數(shù)一致，但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對，避免到使用時陷入被動;即使是原裝件，電器要考慮正負極性，機械要考慮左旋右旋。

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