水流管道压力脉动能量采集器实验研究

• 作者: 曹东兴 段祥健 张伟
• 来源期刊: 哈尔滨工程大学学报
• 关键词: 振动俘能器 流体管道 压力脉动 压电叠堆 力学放大器 扰流体 谐响应分析 阻抗匹配
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 1154-1161
• 页数: 8页
• 分类号: TN384|TP211
• 语种: 中文
• DOI: 10.11990/jheu.202003041

摘要

为了实现压力管道智能监测与检测的自供电技术,探讨管道压力脉动能量采集技术,本文提出了一种具有力学放大器的增强型压电叠堆俘能器.基于牛顿力学原理理论推导了力学放大器的放大系数,利用有限元方法对俘能器进行了谐响应分析并讨论了结构参数对输出电压的影响规律,通过实验研究了力学放大器与管道中的扰流体对俘能器俘能效率的影响.研究结果表明:通过调整力学放大器的结构能够有效提高俘能器的开路输出电压,在水流管道中添加扰流体有利于提高管道内压力脉动,进一步提高了俘能器的输出功率.本文的研究结果对压力管道能量收集器的设计和应用具有重要的借鉴意义.