[发明专利]一种新型的摩擦纳米发电机滤波装置

说明书

本发明涉及发电机技术领域，具体地说，是一种新型的摩擦纳米发电机滤波装置，包括摩擦纳米发电机，摩擦纳米发电机向外引出导线连接有两个电阻和两个无铅反铁电陶瓷电容，两个电阻与摩擦纳米发电机串联，两个无铅反铁电陶瓷电容与摩擦纳米发电机并联；其中，无铅反铁电陶瓷电容包括圆饼形陶瓷电容，圆饼形陶瓷电容的上下两面烧结有银电极层，本发明结构简单，方便安装设置，价格低廉，可以实现对摩擦纳米发电机的高通滤波和低通滤波，且采用了无铅反铁电陶瓷电容减少了铅对环境的污染。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体地说，是一种新型的摩擦纳米发电机滤波装置。

背景技术

摩擦纳米发电机作为一种能量产生单元，在其内部的电路中，由于摩擦起电效应，两个摩擦电极性不同的摩擦材料薄层之间会发生电荷转移而使得二者之间形成一个电势差；在外部电路中，电子在电势差的驱动下在两个分别粘贴在摩擦电材料层背面的电极之间或者电极与地之间流动，从而来平衡这个电势差。摩擦纳米发电机的动力源既可以是已被人们认识的风力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、身体的晃动、手的触摸、下落的雨滴等从没被人们注意过的环境随机能源，还可以是车轮的转动、机器的轰鸣等。

摩擦纳米发电机（TENG）是由两个现象完成的，接触起电(contactelectrification)和静电感应(electrostatic induction) ，此二者缺一不可。所谓接触起电，就是说任意两种不同的材料，只要接触了，由于原子间距靠近，有些核外电子轨道被共用，而使得电子在两个原子间发生转移的现象，而在接触起电发生后，将两种接触的介电材料分开，由于其是介电材料，不导电，所以之前获得或失去电子的状态得以保留，故此时两种介电材料一个带负电一个带正电，将其分别通过外电阻连接到一起，当分开或靠拢这两个介电材料做成的板的时候，其之间的电容发生变化，可以束缚的电荷量也会变化(此处实质上就是静电感应现象)。因此在摩擦纳米发电机工作的过程中，电荷是在外电路来回转移的，所以其发的电一定是交流电。而两介电材料板的分开，合拢，分开的过程必须持续下去，才能源源不断的发电。

摩擦纳米发电机作为一种自供能的传感设备，它在正常工作的时候，可以周期性的产生正弦波，但是在有其他干扰的情况下，会产生杂波信号，或者是在某些使用场景下需要高频率（低频率）的信号，一般是采用普通电容或者是商用的滤波器来进行滤波。现有的摩擦纳米发电机所用的滤波装置大部分采用商用滤波器，不仅价格昂贵，而且参数无法及时更改，另一部分采用自己手动搭建滤波装置，由于所用的电容是有铅的，会对环境造成污染。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明披露了一种新型的摩擦纳米发电机滤波装置，具体技术方案如下：

一种新型的摩擦纳米发电机滤波装置，包括摩擦纳米发电机，摩擦纳米发电机向外引出导线连接有两个电阻和两个无铅反铁电陶瓷电容，两个电阻与摩擦纳米发电机串联，两个无铅反铁电陶瓷电容与摩擦纳米发电机并联。

本发明的进一步改进，无铅反铁电陶瓷电容包括圆饼形陶瓷电容，圆饼形陶瓷电容的上下两面烧结有银电极层。

本发明的进一步改进，圆饼形陶瓷电容的直径为10mm、厚度在0.1-0.7mm之间，圆饼形陶瓷电容的上表面银电极层的直径为4mm，圆饼形陶瓷电容的下表面银电极层的直径为6mm。

圆饼形陶瓷电容的制作方法如下：

步骤一、以纯度为99.99%的Na2CO3、纯度为99.99%的Nb2O3、纯度为99.95%的SrCO3、纯度为99.9%的Bi2O3和纯度为99.99%的TiO2为原料，采用常规固相反应法合成了0.7NN-0.3SBT；

步骤二、再将按照化学式称量过后的原料放入行星球磨罐中，用纯度为99.7%的乙醇溶液进行混合后，用氧化锆球作为混合介质以300转/分钟的转速球磨24小时；

步骤三、球磨完成后，将球磨罐放入干燥箱在80℃下干燥10小时；