气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器

• 作者: 刘文博 程廷海 赵宏伟 赵希禄 高海波
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 压电浮能器 气动高压 盘型压电阵列 压力波动 能量转化
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1222-1228
• 页数: 7页
• 分类号: TH138|TN384
• 字数: 3106字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172505.1222

摘要

提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求.通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验.理论分析显示:盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性,适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集.采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63 mm、行程为150 mm的气缸制作了实验样机,利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统.分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试.结果表明:在交变的气动高压激励下,阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量,其最佳匹配电阻为600 kΩ,最大的瞬时功率为1 052 μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵宏伟	吉林大学机械科学与工程学院	212	1233	19.0	27.0
2	高海波	哈尔滨工业大学机电工程学院	115	1213	20.0	30.0
3	刘文博	长春工业大学机电工程学院	4	15	3.0	3.0
4	程廷海	长春工业大学机电工程学院	13	27	3.0	4.0