[实用新型]一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声无线能量传输领域，尤其是一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统。

背景技术

目前运用比较多的无线输能方式主要有感应耦合，电容耦合，微波，激光，磁耦合谐振方式等。当传输介质是空气时，这些方式可适应大部分的应用场合和不同功率需求的能量传输。但在一些特定环境下，如透过金属进行无线输能，这些方式由于自身技术的局限性而难以满足要求。为此近年来不少学者提出利用超声波进行无线能量传输。

过去这方面的研究主要集中在透过人体组织为人体的植入设备进行充电。而利用超声波在空气中进行无线输能，由于不具备明显优势，研究很少。这些应用主要都是小功率的，功率级别都在毫瓦级。而利用超声波透过金属进行无线输能，因为其不仅不存在法拉第电磁屏蔽效应，而且因为金属与用于声电能量转换的换能器声阻抗接近，比起空气和人体组织，更容易实现能量的高效传输，为此受到越来越多的研究和重视。

本实用新型提出一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统，该系统可在无需借助外力的情况下牢牢固定在金属壁上，使用方便可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述无线传输的不足，提供了一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统，该系统包括发射换能器和接收换能器；发射换能器通过耦合剂与金属容器的金属隔板外表面贴合，接收换能器通过耦合剂与金属容器的金属隔板内表面贴合；发射换能器将电信号转换为超声信号，超声信号透过耦合剂穿过金属隔板，再透过耦合剂由接收换能器接收；接收换能器将接收的超声信号转换为电信号，再经由后续电路作用到金属容器中的用电设备。

优选地，发射换能器和接收换能器包括：强力磁铁材料和换能器件；其中，换能器件用于声电能量的转换；强力磁铁材料用于使发射换能器或接收换能器固定在金属容器的金属隔板表面上。

优选地，强力磁铁材料安置于换能器件的前端，作为匹配层。

优选地，强力磁铁材料安置于换能器件的后端，作为背衬。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统结构示意图；

图2为图1所示换能系统中发射换能器和接收换能器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种针对隔金属板进行无线输能的换能系统示意图。如图1所示，该系统包括发射换能器1和接收换能器4；发射换能器1通过耦合剂2与金属容器的金属隔板3外表面贴合，接收换能器4通过耦合剂2与金属容器的金属隔板3内表面贴合；发射换能器1用于将电信号转换为超声信号，超声信号透过耦合剂穿过金属隔板3，再透过耦合剂2由接收换能器4接收；接收换能器4将接收的超声信号转换为电信号，再经由后续电路作用到金属容器中的用电设备。

图2为图1所示换能系统中发射换能器和接收换能器的结构示意图。如图2所示，发射换能器或接收换能器包括：强力磁铁材料5和换能器件6；其中，换能器件6用于声电能量的转换；强力磁铁材料5用于使发射换能器1或接收换能器4固定在金属容器的金属隔板3表面上。

优选地，可以将强力磁铁材料5安置于换能器件6的前端，作为匹配层。或者，可以将强力磁铁材料5安置于换能器件6的后端，作为背衬。

本实用新型实施例提供的超声无线传输换能器可以是基于超声波透过金属板进行无线输能的声电转换通道，其可在无需借助外力的情况下牢牢固定在金属壁上，使用方便可靠。利用超声波透过金属进行无线输能，因为其不仅不存在法拉第电磁屏蔽效应，而且因为金属与用于声电能量转换的换能器声阻抗接近，比起空气和人体组织，更容易实现能量的高效传输。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。