[发明专利]一种双腔耦合型噪声发电机及发电方法

说明书

本发明涉及一种双腔耦合型噪声发电机及发电方法，其包括至少1个赫姆霍兹谐振腔以及压电单元、延长颈和交直流转换电路；压电单元，设置在赫姆霍兹谐振腔的内腔侧壁上；赫姆霍兹谐振腔，包括至少2个并列的闭合谐振空腔，延长颈，设置在谐振空腔内部，且一端延伸至谐振空腔的顶壁；交直流转换电路，其正负极通过导线与压电单元的正负极连接，将压电单元所产生的电压输出，本发明利用双腔顶壁的开孔孔径不同，相邻的两个腔体中声压相位可以达到完全相反，从而处在两腔之间侧壁上与电极片相连的的压电陶瓷片受到推拉力的作用，振动幅度大大增加，实现了声波发电机的高电压输出。

技术领域

本发明属于降噪环保新能源技术领域，特别涉及一种双腔耦合型噪声发电机及发电方法。

背景技术

随着传统石化资源面临枯竭，新型清洁能源不断发展，如何收集环境中的声能量使其转化成人们可以加以利用的清洁能源，这成为了国内外众多学者研究的一个热点，如果将环境中的噪声收集起来转换成电能，不仅能有效降低环境噪声，而且能为电学器件，如路灯等供电，减轻电能匮乏的压力。噪音对人的危害：80-85分贝时，表现为头痛、睡眠不好；90-100分贝时，情绪激动，感到疲劳；100-120分贝时，头晕、失眠、记忆力明显下降；120-140分贝时，耳痛、引起恐惧症。飞机起飞时发出的噪声约是140分贝，比雷声高六分之一，可导致心动过速、心律不齐、心肌受损，血压升高。因此在飞机场、高速公路、高铁站等噪声较大的地方，利用噪声发电存在着巨大的应用潜能。

近年来，关于利用噪声发电这一热点技术，许多学者都作出了相关的研究和努力。吉晓乐等人发明了一种具有弹性位置校正功能的声波发电机，利用的是装置内部的发电线圈随着声音振动切割磁感线产生电能；王士元发明了一种声波发电机，利用集音器收集声波，振动膜片的振动引起封闭线圈切割磁场中的磁力线从而产生电能；袁明等人发明了一种内嵌对数螺线管的亚波长低频声波发电器。但目前已知的一些利用声波发电的设备大多都是利用传统的电磁感应来实现声能发电，产生了电磁污染问题以及电磁场负效应对人体产生危害，并且大多声波发电设备的体积较大，给实际应用带来了困难。因此需要一种新型的噪声发电机来解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术所存在的不足，本发明提供了一种能有效收集环境中的噪声并将噪声中的声能高效转化为电能的双腔耦合型噪声发电机。

同时，本发明还提供了利用上述双腔耦合型噪声发电机实现的发电方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种双腔耦合型噪声发电机，其包括至少1个赫姆霍兹谐振腔1以及压电单元2、延长颈4和交直流转换电路3；

压电单元2，设置在赫姆霍兹谐振腔1的内腔侧壁上；

赫姆霍兹谐振腔1，包括至少2个并列的闭合谐振空腔11，利用2个谐振空腔11内储存的噪声声波而使压电单元2发生振动，产生压电效应；

延长颈4，设置在谐振空腔11内部，且一端延伸至谐振空腔11的顶壁，通过调节延长颈4的直径和/或长度而改变共振频率，进而改变输出电压；

交直流转换电路3，其正负极通过导线与压电单元2的正负极连接，将压电单元2所产生的电压输出。

进一步限定，相邻的谐振空腔11对应的延长颈4的直径和/或长度不同，使2个谐振空腔11所产生的声压相位差，推动压电侧壁振动，增大振幅。

进一步限定，相邻的谐振空腔11对应的延长颈4相同，使2个谐振空腔11所产生的声压相位相同。

进一步限定，所述赫姆霍兹谐振腔1通过串联或者并联的方式呈阵列式排布。

进一步限定，所述压电单元2是由压电陶瓷片21和电极片22压合而成，压电陶瓷片21通过电极片22与赫姆霍兹谐振腔1的内侧壁连接为一体；且通过电极片22连接与交直流转换电路3连接，利用交直流转换电路3将产生的电压输出。