[發明專利]一種采用壓電復合音叉的低頻磁場能量采集器

有效

• 申請號: 201610631003.4
• 申請日: 2016-08-04
• 公開（公告）號: CN106160575B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 楊愛超;俞林剛;朱亮;鄧高峰;趙震宇;陳琛;周煦光;王英
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種采用壓電復合音叉的低頻磁場能量采集器；包括壓電復合音叉、一對永磁鐵和基座，其特征在于，所述壓電復合音叉由第一矩形彈性金屬音叉臂、第一壓電片、第二矩形彈性金屬音叉臂和第二壓電片組成；第一矩形彈性金屬音叉臂和第二矩形彈性金屬音叉臂的一端為固定端，相互疊合，固定在基座上，另一端為自由端，二個音叉臂的自由端平行，固定端與自由端之間是過渡端，過渡端與固定端和自由端之間的夾角構成相同的內錯角；第一壓電片固定在第一矩形彈性金屬音叉臂的靠近固定端的過渡端上；第二壓電片固定在第二矩形彈性金屬音叉臂的靠近固定端的過渡端上；永磁鐵通過膠粘的方式對稱地粘合在音叉兩臂的自由端，第一永磁鐵安裝在第一矩形彈性金屬音叉臂自由端的端部，第二永磁鐵安裝在第二矩形彈性金屬音叉臂自由端的端部；以保證音叉兩臂之間產生強烈地耦合作用，從而獲得最大化的機械振動；

所述永磁鐵受到外部交變磁場磁扭矩作用時，永磁鐵驅動壓電復合音叉兩臂產生同幅反相振動；當工作頻率處于半波狀態時，音叉兩臂的振動信號發生同相疊加而大大增強；增強的振動通過膠層傳遞到壓電片，壓電片感應振動應力產生電信號輸出。

2.根據權利要求1所述的一種采用壓電復合音叉的低頻磁場能量采集器；其特征在于，所述壓電復合音叉中壓電片材料采用PZT-5H、PVDF或壓電單晶PMNT。

3.根據權利要求1所述的一種采用壓電復合音叉的低頻磁場能量采集器；其特征在于，所述壓電復合音叉中矩形彈性金屬音叉臂的材料采用鐵鎳合金或不銹鋼。

4.根據權利要求1所述的一種采用壓電復合音叉的低頻磁場能量采集器；其特征在于，所述永磁鐵選擇更大剩磁的NdFeB；永磁鐵極性可以調整為相吸性；永磁鐵數量增加到10個，即音叉二端音叉臂每端重疊5個永磁鐵。