[發明專利]一種基于壓電原理的節能門鈴

在審

• 申請號: 201710064942.X
• 申請日: 2017-02-05
• 公開（公告）號: CN106600859A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 肖志堯
• 申請（專利權）人: 肖志堯
• 主分類號: G08B3/10
• 分類號: G08B3/10;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種節能門鈴，特別涉及一種利用壓電材料的壓電效應的節能門鈴。

背景技術

現在的防盜門門鈴大多是用電池或直接利用電的電子門鈴，因干電池的端電壓，隨使用時間延長而逐漸下降，而影響門鈴正常工作，同時還會給環境帶來污染。經估算，目前門鈴的電池用量約為7.896億節。根據分析可以明顯發現，門鈴的電池用量是一筆很大開支，同時對環境的危害也較大。而且電子門鈴存在能量消耗和頻繁更換電池的問題，隨著社會經濟的發展，各種污染和能耗極嚴重的，而且節能減排已經成為當今世界的主流。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種基于壓電原理的節能門鈴。該門鈴利用壓電材料的壓電效應，不需電池供電，節約能源，壽命長，價格低廉，可普遍應用于生活。

本發明實現其發明目的所采取的技術方案是：一種基于壓電原理的節能門鈴，包括按鈕組件和用于產生發聲信號的發聲組件，其特征在于：所述按鈕組件由極化方向一致的兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片和用于隔開兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片的柔性絕緣材料層組成；所述兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片相背的兩個面之間通過導線一相連，兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片相對的兩個面之間通過導線二相連；所述導線一和導線二中均接入有發聲組件。

本發明的原理及有益效果是：鈦酸鉍鈉鉀壓電材料是一種能夠實現機械能和電能相互轉換的功能材料。壓電材料在受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓，這是基于壓電效應引起的。壓電效應是指某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態。

本發明中兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片用一層柔性絕緣材料隔開，按壓力的極化方向一致排列，使得兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片受壓情況一致。用導線將一片壓電片產生電荷的正極與另一壓電片產生電荷的負極連接起來，將后者的正極與前者的負極相連。鈦酸鉍鈉鉀壓電片壓電材料能產生瞬時高壓，使門鈴響應。當門鈴受外力按壓時，兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片同時產生同樣瞬間極化電流，使得門鈴產生重疊效應的響應，使得效率增加。該門鈴利用壓電材料的壓電效應，不需電池供電，節約能源，且一般壓電材料性能穩定壽命長，價格低廉，可普遍應用于生活中。

與普通壓電材料相比，鈦酸鉍鈉鉀壓電材料具有介電耦合系數高，壓電性能可調節性好，化學性質穩定，易于制備且能制得各種形狀、尺寸和任意極化方向的產品，價格低廉等優點。鈦酸鉍鈉鉀壓電片為無鉛陶瓷材料，不污染環境，性能穩定，其作為壓電門鈴壽命長，效率高。

進一步，本發明所述發聲組件包括限流電阻、電感和微型揚聲器。

在電路中分別接上限流電阻、電感和門鈴的微型揚聲器。限流電阻可保護微型揚聲器，電感還可將瞬間電流延長，達到微型揚聲器長時間響應的效果，提高了門鈴的工作效率。

進一步，本發明所述鈦酸鉍鈉鉀壓電片為摻入1.0mol％的MnO₂的鈦酸鉍鈉鉀壓電片。

進一步，本發明所述鈦酸鉍鈉鉀壓電片為摻入1.0mol％的La₂O₃的鈦酸鉍鈉鉀壓電片。

經實驗驗證，摻入1.0mol％的MnO₂的鈦酸鉍鈉鉀壓電片和摻入1.0mol％的La₂O₃的鈦酸鉍鈉鉀壓電片具有較高的介電耦合系數，將其作為壓電門鈴效率高。

進一步，本發明所述用于隔開兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片的柔性絕緣材料層厚度為1-2mm。

經實驗驗證，1-2mm的厚度既可以保證兩片鈦酸鉍鈉鉀壓電片之間的絕緣，又使得兩片壓電片受壓情況一致。

進一步，本發明所述門鈴的按鈕裝置安裝于門上或墻體上，按鈕裝置與門或墻體之間安裝有壓力彈簧。

壓力彈簧可用于提供按門鈴時的鍵程，增強按門鈴時的用戶體驗，同時讓壓電片受力更加均勻。

更進一步，本發明所述壓力彈簧的彈性系數為400-2000N/m。

根據試驗表明，人手指按門鈴所提供的壓力一般在4N左右，選擇彈性系數為400-2000N/m的壓力彈簧既可保證較好的用戶體驗，又可兼顧壓電片受力以及安裝空間限制問題。

附圖說明

圖1為本發明實施例電路原理示意圖。

具體實施方式

實施例一