[發(fā)明專利]用于船用發(fā)動機的振動能量收集和無線溫度測量的系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111835227A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勇;馬殊;劉晨陽;高恩錄;謝文華;李福海
• 申請（專利權(quán)）人: 青島淄柴博洋柴油機股份有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02M7/06;G01K1/02;G01K1/14;G01K7/18;G08C17/02
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種用于船用發(fā)動機的振動能量收集和無線溫度測量的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：振動能量收集模塊、溫度傳感模塊、溫度采集及藍牙傳輸模塊、終端顯示模塊；

所述振動能量收集模塊包括壓電振動能量收集裝置和整流穩(wěn)壓電路；壓電振動能量收集裝置由多個線性振動能量收集裝置復(fù)合而成；線性振動能量收集裝置包括壓電雙晶片梁和質(zhì)量塊；所述壓電雙晶片梁包括彈性層和上下兩層壓電層，彈性層設(shè)置于上下兩層壓電層之間；所述壓電雙晶片梁采用矩形梁設(shè)計，各梁上下兩層壓電層的極化方向均垂直于梁的長度方向，并且串聯(lián)連接以增加電壓輸出；壓電雙晶片梁的上下兩層壓電層通過導(dǎo)線連接至整流穩(wěn)壓電路的交流電輸入端口，經(jīng)整流穩(wěn)壓電路整流穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的直流電；

振動能量收集模塊與溫度傳感模塊、溫度采集及藍牙傳輸模塊連接，振動能量收集模塊用于收集發(fā)動機在工作時發(fā)生振動產(chǎn)生的能量；

溫度傳感模塊采用PT100鉑熱電阻溫度傳感器，將傳感器探頭置于發(fā)動機的溫度測量位置，并將傳感器的電壓輸出端連接至溫度采集及藍牙傳輸模塊；

溫度采集及藍牙傳輸模塊由STM32F767單片機主控電路及藍牙傳輸模塊組成，當單片機采集到溫度傳感器的輸出信號后，將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度數(shù)值，并調(diào)用藍牙傳輸模塊，將該溫度數(shù)值傳輸給終端顯示模塊顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，壓電振動能量收集裝置由兩個線性振動能量收集裝置復(fù)合而成，分別為第一線性振動能量收集裝置和第二線性振動能量收集裝置，第一線性振動能量收集裝置包括第一壓電雙晶片梁和第一質(zhì)量塊，第二線性振動能量收集裝置包括第二壓電雙晶片梁和第二質(zhì)量塊；第一壓電雙晶片梁的一段被固定在支座上，連接第二質(zhì)量塊的第二壓電雙晶片梁以第一質(zhì)量塊的右側(cè)端為固定點，以L型復(fù)合在第一壓電雙晶片梁上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，振動能量收集模塊中，壓電振動能量收集裝置將發(fā)動機振動信號轉(zhuǎn)為壓電層輸出的交流信號，而后經(jīng)整流穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并利用穩(wěn)壓二極管將該直流電穩(wěn)定，而后利用三端可調(diào)式輸出集成穩(wěn)壓器及其外圍電路實現(xiàn)最終的穩(wěn)定直流電輸出及電壓可調(diào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，振動能量收集模塊輸出的穩(wěn)定的直流電傳輸給溫度傳感模塊、溫度采集及藍牙傳輸模塊，為溫度傳感模塊、溫度采集及藍牙傳輸模塊供電。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，藍牙傳輸模塊使用藍牙芯片HC-05及其外圍電路實現(xiàn)藍牙無線傳輸功能；

HC-05與STM32F767芯片相對應(yīng)的引腳對應(yīng)關(guān)系為：HC-05的VCC電源將連接STM32F767的3.3V電源；兩者的GND同時接地；HC-05的TXD引腳與STM32F767的PA3相連接；HC-05的RXD引腳與STM32F767的PA2相連接；HC-05的KEY引腳與STM32F767的PA1相連接；HC-05的LED引腳與STM32F767的PA4相連接。