[实用新型]基于压力能采集器的自供能传感器

说明书

本实用新型揭示了一种基于压力能采集器的自供能传感器，采集器通过电源线连接电能储存电路并为电能储存电路充电，所述电能储能电路通过电能瞬间放电电路连接传感器本体的电源端，所述采集器设有底座，所述底座的侧面固定有侧向延伸的基板，每个所述的基板的外端均连接上压板，所述基板和支架位于上压板和底座之间，每个所述基板朝向上压板和/或底座的面均贴附有压电陶瓷。本实用新型通过采集器在设定场合能够不间断的采集压力和震动能量，并将能量转换成电能为传感器供电，实现了电能的自供给功能。

技术领域

本实用新型涉及自供能式传感器。

背景技术

传感器广泛应用于汽车、电器、航天、军事、工业控制和地震测量等多种领域，例如微压力传感器，可以微压力传感器通过一定的信号转换方式，将压力信号转换成电信号。根据转换方式的不同，可以分为压电式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器。

然而，在当前技术的背景下，现有的能源供给主要是依靠外接电源、充电或者更换电池三种方式，存在诸多不便，有很大的局限性。若采用外接电源或者是充电的方法，当没有外接电源供应、电力短缺或是紧急情况时，这种方法将显得无能为力。更换电池的方法同样面临一系列问题，包括电池使用寿命限制，更换的繁琐等等。同时，电池的回收，材料资源消耗和对环境造成的污染都是必须考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种能够从环境中收集能量，并且通过能量转换来驱动传感器工作，实现能量自供给。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于压力能采集器的自供能传感器，采集器通过电源线连接电能储存电路并为电能储存电路充电，所述电能储能电路通过电能瞬间放电电路连接传感器本体的电源端，所述采集器设有底座，所述底座的侧面固定有侧向延伸的基板，每个所述的基板的外端均连接上压板，所述基板和支架位于上压板和底座之间，每个所述基板朝向上压板和/或底座的面均贴附有压电陶瓷。

所述底座和上压板均为圆形板，所述支架为竖直固定在底座圆心位置的柱状结构，每个所述基板的长度相同且等夹角的均匀分布在支架的四周。

每个所述基板的外端均固定有质量块，所述上压板与每个质量块固接，所述底座和上压板的直径相同且相互平行。

所述底座上固定有穿孔，并通过螺钉穿过穿孔将底座固定在待安装的位置，所述底座周边设有一圈侧面板，所述侧面板向上压板方向延伸且与上压板之间具有间隙，所述间隙大小为上压板向底板方向运动幅度的上限值。

所述上压板与支架之间通过弹性件连接。

每个所述基板中间区域为两面均向内凹陷的结构，所述压电陶瓷为中间凹陷的结构，贴附在所述基板两面的压电陶瓷与基板向内凹陷的结构贴合。

所述电能储存电路包括阻抗匹配电路、整流电路和电容器，所述基板两面的压电陶瓷均为压电PZT-5H材料，所述采集器上的所有压电陶瓷并联接入阻抗匹配电路的输入端，所述阻抗匹配电路的输出端连接整流电路的输入端，所述整流电路的输出端经电容器连接电能瞬间放电电路。

每个所述电能储存电路设有两个电容器分别为电容器C1和电容器C2，所述整流电路具有两路输出分别连接电容器C1和电容器C2，所述电容器C1连接电能瞬间放电电路并为其供电，所述电容器C2连接控制电路并为其供电，所述控制电路的控制信号输出端连接电能瞬间放电电路的控制信号输入端。

所述传感器本体的信号输出端连接处理器的信号输入端，所述处理器的信号输出端连接通信单元，并通过通信单元采用无线信号将传感器本体采集的信号发送至所匹配的接收器，所述电能瞬间放电电路的电源输出端分别连接处理器和通信单元的电源端。