[发明专利]一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法。

背景技术

在自然环境中，存在太阳能、风能、热能、机械能等不同的能源，这些能源都可以转化为电能，其中，振动能由于无处不在并且为绿色能源而成为了关注的热点，目前将振动能转换为电能主要方式是：通过线性谐振器采集与谐振器振动频率匹配的振动能，将其转换为电能。但是线性谐振器仅仅对处于谐振频率附件的振动能的采集效率高，一旦外界环境的振动频率偏离谐振频率时，能量采集效率较低。

发明内容

本发明实施例提供种一种静电式能量采集器及静电式能量采集方法，可以有效提高振动能的能量采集效率。

本发明实施例提供一种静电式能量采集器，包括：

振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；

所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；

第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；

其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器。

相应的，本发明实施例还提供一种静电式能量采集方法，所述方法涉及：

振动台(101)，所述振动台(101)固定连接第一横梁(102)的第一端和第二横梁(103)的第一端；其中，所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)平行，并且所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)的垂直投影重合，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)均为导体；

所述第一横梁(102)上固定有第一质量块(104)，所述第二横梁(103)靠近所述第一横梁(102)的一侧上涂覆驻极体层(106)，所述第二横梁(103)背离所述第一横梁(102)的一侧上固定第二质量块(105)；所述驻极体层(106)为绝缘体；

第一导线(107)连接所述第一横梁(102)和负载(109)的第一端；第二导线(108)连接所述第二横梁(103)和所述负载(109)的第二端；

其中，所述驻极体层(106)被充电时，所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；所述第一横梁(102)与所述第二横梁(103)构成平行板电容器；

所述方法包括：

对所述驻极体层(106)进行充电，以使所述第一横梁(102)和所述第二横梁(103)上均感应出相应的感应电荷；

测量第一振动系统的固有频率，得到第一固有频率；所述第一振动系统包括第一横梁(102)和第一质量块(104)；

测量第二振动系统的固有频率，得到第二固有频率；所述第一振动系统包括第二横梁(103)和第二质量块(105)；其中，第一计算值与第二计算值之比小于20％，所述第一计算值为所述第一固有频率与所述第二固有频率之差的绝对值，所述第二计算值为所述第一固有频率与所述第二固有频率之和；

振动所述振动台(101)，当所述振动台(101)的振动频率处于第一测量频率和第二测量频率之间时，测量所述负载(109)上的电压；其中，所述第一测量频率小于所述第一固有频率且小于所述第二固有频率；所述第二测量频率大于所述第一固有频率且大于所述第二固有频率；

计算所述负载(109)上的均方根功率，得到均方根功率与振动频率的对应关系。