一种基于故障监测的MEMS压电能量收集器

• 作者: 周雅慧 张颖异 温志渝 温泉 贺显明 陈永军
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 微机电系统 压电 振动能量收集器 故障监测 阵列
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 383-386
• 页数: 4页
• 分类号: TN712|TK01
• 字数: 2411字
• 语种: 中文

摘要

为了实现对轮船发动机故障监测系统的可持续供电,针对轮船发动机振动特性以及故障监测系统应用需求,设计了一种基于d31工作模式的微机电系统(MEMS)压电振动能量收集器.该能量收集器采用了共质量块压电悬臂梁阵列结构,与传统单梁结构相比,其降低了MEMS压电振动能量收集器的机械阻尼.通过ANSYS软件对结构进行了优化设计,得到压电悬臂梁的优化尺寸为2.72 mm×3.55 mm×0.125 mm,硅质量块的优化尺寸为14 mm×8.45 mm×0.575 mm.设计了器件的加工工艺流程,并完成了芯片的制作.在加速度2g(g=9.8 m/s2),谐振频率606 Hz,最优化负载45 kΩ下,输出电压为4.32V,输出功率为414.7μW,能够满足故障检测系统的可持续供电需求.