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研究人员着眼耐高温的传感器和数字处理器以实现新的军事能力
发布者:任你博娱乐 发布时间:2019-04-04 18:20

 

   

  美国军方研究人员正在工业界进行调研,寻找能够设计耐高温的传感器和数字处理器的公司,他们将把这些器件用于喷气发动机、汽车发动机、涡轮发动机和其他工作温度超过200摄氏度的领域。

  2019年3月26日,位于弗吉尼亚州阿灵顿的美国国防先期研究计划局(DARPA)的官员发布了一份“高温传感:应用和系统影响”项目的信息邀请书(DARPA-SN-19-27)。

  许多美国军事和商业系统都需要在高温环境中进行传感,比如内燃机和涡轮发动机的热区,以及其他相关应用。其他例子包括航空航天、汽车、石油和天然气、发电厂以及其他行业。

  然而,对于军事应用来说,目前的商用级传感器在直接测量、推断或提供冷却方面的能力有限。当温度上升到300℃、500℃和800℃以上时,所有这些功能的实现都变得更具挑战性。

  工作温度范围、灵敏度、响应和热噪声都可以限制任何传感器应用的实用性。此外,具备必要功能的商用传感器可能价格昂贵、笨重且耗电。

  与此相反,DARPA的研究人员正在寻找体积小、重量轻的温度传感器和具有板载电源管理功能的数字处理器,可以进行现场传感、信号放大和调节。

  DARPA的研究人员指出,军事系统常常需要在温度超过200摄氏度的地方进行大量的数字处理,产生这种情况的原因有两点:一是外部热源,二是因局部散热器的缺乏造成的微电子器件的自发热。

  因此,嵌入式计算的发展趋向于本地化和主动冷却,这导致了额外的尺寸、重量和用于冷却的功耗,严重限制了系统布局的选择。

  开发能够在200至300摄氏度温度范围内可靠运行的数字微处理技术,可以显著减轻对体积庞大且昂贵的热管理设计的需求,并能为分布于整个军事系统中的数字处理开辟新的系统工程选择。

  如果高温传感器能够被广泛使用的话,研究人员将着眼于他们能够收集到的数据类型以及他们能够提供的分析类型。

  例如,如果研究人员能够利用车载高温传感器实时绘制汽车或卡车发动机的动态温度、压力和气体流量,结果会怎样?这能使他们提高发动机功率、效率和响应能力吗?在寿命和失败率方面,健康监测会带来什么他们所期望的好处吗?

  DARPA的研究人员请求业界提供的传感器需能够在以下温度条件下进行工作:300至500摄氏度、500至800摄氏度以及800摄氏度以上。

  特别地,DARPA感兴趣的方向包括:可以通过传感器在高温下工作的闭环控制加以改进的新的或现有的军事应用;目前不具备高温工作能力的电子设备;以及如何利用高温传感器降低军事应用的成本。

  DARPA的研究人员也对可以在200到300摄氏度之间可靠运行的数字微处理技术感兴趣,因为这些耐高温处理器可以为作战人员提供更强的能力支持。

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