[实用新型]一种声能回收装置有效

专利信息
申请号: 201720660172.0 申请日: 2017-06-08
公开(公告)号: CN206790375U 公开(公告)日: 2017-12-22
发明(设计)人: 袁明;王晓辉;王强 申请(专利权)人: 南京邮电大学
主分类号: H02N2/18 分类号: H02N2/18
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 朱小兵
地址: 210003 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 回收 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及新型能量采集装置领域,特别涉及一种声能回收装置。

背景技术

近年来无线传感器、微机电系统等低功耗无线电子器件得到了快速发展,如何为其供能成为了目前需要解决的一项关键技术。当前电池增容技术的发展远远落后于无线电子器件的发展,无法满足特殊领域微电子器件供电的需要。目前,开展新的供能(能量自给)技术研究,寻求一种可以代替电池的自供能新能源成为当前需要解决的关键技术问题。

近年来人们把研究的目光集中在环境中可利用的潜在能源,包括声能、太阳能、热能、潮汐能、生物能和机械振动能等。其中声能较为广泛的存在于自然环境中,且不像光能、热能等受到自然条件的限制,所以将环境中的声能直接转换成低功耗微型器件的供能能源具有广阔的应用前景,自然环境中声能无处不在,因此如何将自然环境中的声能量进行回收成为了急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何将自然环境中的声能量进行回收转化为电能。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实现的:一种声能回收装置,包括声音放大装置和声电转换装置;

其中,所述声音放大装置包括由锥形声波导管和声波共振腔组成的霍尔姆兹共鸣器;

所述声电转换装置包括圆盘振子,所述圆盘振子位于声波共振腔底部,所述圆盘振子远离锥形声波导管的一侧设有圆形压电片,另一侧设有基座,所述基座上设有压电悬臂梁,所述压电悬臂梁上设有压电片,所述压电片远离基座且远离压电悬臂梁的一侧设有质量块;

所述声波导管、声波共振腔、圆盘振子和圆形压电片的对称轴在同一直线上,且所述基座位于圆盘振子圆心处。

进一步的,所述圆形压电片与圆盘振子之间通过导电胶粘结。

进一步的,所述基座与圆盘振子之间以及质量块和压电片之间均通过绝缘胶粘结,所述压电片与压电悬臂梁之间通过导电胶粘结。

进一步的,所述锥形声波导管的长度等于声波共振腔上壁的厚度。

进一步的,所述圆盘振子的直径等于声波共振腔的外径。

进一步的,所述基座和质量块均为金属块。

进一步的,所述压电悬臂梁为薄金属条。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:

声音入射到锥形声波导管时,入射声波经锥形声波导管传播,经过声波共振腔对声压放大,被放大的声波作用在圆盘振子上,圆盘振子振动会带动圆形压电片与压电悬臂梁振动弯曲,产生形变,则粘贴在圆盘振子与粘贴在悬臂梁上表面的压电片也随之产生形变,由于压电片是具有压电效应的压电材料,当压电片产生形变时会引起压电片表面上产生等量正负电荷,进而压电片的上下表面就会产生电势差,圆形压电片和压电片可以采用并联的形式也可以采用串联的形式,并联时可以增加输出电压,串联时可以增加输出电流,因此通过声音放大装置和声电转换装置的配合可以将声能回收并转换为电能。

附图说明

图1为本实施例用于体现锥形波导管的结构示意图;

图2为本实施例用于体现的结构示意图;

图3为本实施例用于体现基座的截面示意图;

图4为本实施例用于体现压电片的截面示意图。

图中,1、锥形声波导管;2、声波共振腔;3、圆盘振子;4、圆形压电片;5、基座;6、质量块;7、悬臂梁;8、压电片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例:一种声能回收装置,如图1所示,包括声音放大装置和声电转换装置。

如图1所示,其中,声音放大装置包括由锥形声波导管1和声波共振腔2组成的霍尔姆兹共鸣器。

如图3所示,锥形声波导管1的内径由上至下逐渐变小,锥形声波导管1的长度等于声波共振腔2上壁的厚度,且锥形声波导管1的管璧厚度等于声波共振腔2外径与锥形声波导管1的半径之差。

如图2所示,声电转换装置包括圆盘振子3,圆盘振子3位于声波共振腔2底部,且圆盘振子3的直径等于声波共振腔2的外径,在圆盘振子3远离锥形声波导管1的一侧设有圆形压电片4,圆形压电片4与圆盘振子3之间通过导电胶粘结,另一侧设有基座5。

如图1所示,锥形声波导管1、声波共振腔2、圆盘振子3和圆形压电片4的对称轴在同一直线上,且基座5位于圆盘振子3圆心处。

如图3所示,在基座5上方设有压电悬臂梁7,压电悬臂梁7的一端与基座5远离圆盘振子3的一侧连接,在压电悬臂梁7上方设有压电片8,压电片8远离基座5且远离压电悬臂梁7的一侧设有质量块6。

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