[發明專利]一種用于給管道內部監測裝置供電的旋轉型壓電俘能器

有效

• 申請號: 202011066935.1
• 申請日: 2020-10-04
• 公開（公告）號: CN112234862B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 何麗鵬;余剛;任萬飛;王仕誠;顧祥豐;侯軼;王哲
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;F03B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于給管道內部監測裝置供電的旋轉型壓電俘能器，用于直接收集水能的發電裝置；本發明主要由殼體、旋轉軸、振子基座、壓電振子、矩形磁鐵、旋轉基座、條形磁鐵和扇葉組成；利用水流沖擊扇葉帶動旋轉軸轉動，從而帶動旋轉基座轉動，旋轉基座上的條形磁鐵就會與壓電振子上的矩形磁鐵發生磁力耦合導致壓電振子變形，由于壓電效應，壓電振子表面就會產生電荷；多個壓電振子串聯可以使俘能產生的電壓短時間內達到最大；在壓電發電技術領域具有很好的應用前景。

技術領域

一種用于給管道內部監測裝置供電的旋轉型壓電俘能器，具體涉及一種可收集水能的壓電式俘能器，屬于流體流致振動俘能技術領域。

背景技術

在城市自來水管道以及污水處理管道工程勘察中，為了獲取管道內部的液體污染情況，需要對液體進行水質監測檢查，一方面，自來水是家家戶戶生活的源泉，有污染的水流入居民的水管對居民的身體會造成難以想象的影響；雖然目前所提出的某些監測方法在技術層面已較成熟，但尚未得到大面積的推廣應用，其主要原因之一是監測系統供電問題未得到很好的解決。

發明內容

本發明針對目前監測系統供電存在的問題，提出一種發電量高、電量穩定，可直接收集水能的俘能裝置。

本發明采用的技術方案是：由殼體(1)、旋轉軸(2)、振子基座(3)、壓電振子(4)、矩形磁鐵(5)、旋轉基座(6)、條形磁鐵(7)和扇葉(8)組成；

所述殼體(1)有兩個，分別為左側殼體(1—1)和右側殼體(1—2)，所述左側殼體(1—1)與所述右側殼體(1—2)分別位于所述旋轉軸(2)的兩側且鏡像設置的；所述殼體(1)底面上有一組殼體定位銷(1—3)，用于固定所述振子基座(3)；所述振子基座(3)右側開設一組與所述殼體定位銷(1—3)相配合的殼體定位孔槽(3—1)；所述振子基座(3)左側開設一組固定孔槽(3—2)，所述殼體左端蓋(1—4)內部底面有一組殼體固定銷(1—5)，所述殼體固定銷(1—5)與所述固定孔槽(3—2)相配合以達到固定所述振子基座(3)的作用；所述振子基座(3)上開設兩組直槽(3—3)，用于安裝所述壓電振子(4)；兩組所述直槽(3—3)不在同一個平面上，其中一組直槽(3—3)所在位置相對較高；所述壓電振子(4)由金屬基板(4—1)和粘貼在所述金屬基板(4—1)上的矩形壓電陶瓷片(4—2)組成；所述金屬基板(4—1)為黃銅壓電梁，所述金屬基板(4—1)一端插入所述直槽(3—3)并通過膠接固定，另一端膠接一塊矩形磁鐵(5)；所述殼體左端蓋(1—1)蓋住所述殼體(1)左側并通過焊接的方式進行密封，將所述振子基座(3)密封在所述殼體(1)的左側；所述殼體右端蓋(1—6)開設一個圓孔(1—7)，用于通過所述旋轉基座(6)的傳動軸(6—1)，所述旋轉基座(6)是一個“T”字形結構，基座懸架(6—2)兩端各粘接一塊條形磁鐵(7)，用于與壓電振子(4)上的矩形磁鐵(5)產生磁力耦合；所述基座懸架(6—2)下方的傳動軸(6—1)是一個階梯軸形狀，較粗的一端焊接在所述基座懸架(6—2)上；所述旋轉軸(2)兩側各開設一個圓形孔槽(2—1)，用于與所述旋轉基座(6)的傳動軸(6—1)相配合；所述殼體右端蓋(1—6)與所述殼體(1)右側配合安裝并用焊接的方式固定；所述旋轉軸(2)上焊接三片扇葉(8)；所述右側殼體(1—2)與所述左側殼體(1—1)結構完全相同，再用相同的手法對所述右側殼體(1—2)進行裝配，達到裝配整個俘能器的目的。

作為上述技術方案的進一步改進，所述振子基座(3)上的定位孔槽(3—1)和固定孔槽(3—2)通過所述殼體定位銷(1—3)和所述殼體固定銷(1—5)相配合，將所述振子基座(3)牢牢地固定在所述殼體(1)左側，以防止因水流的沖擊導致振子基座(3)的松動或脫落。

作為上述技術方案的進一步改進，所述振子基座(3)類似一個長方體形狀，所述振子基座(3)上開設兩組直槽(3—3)，一組有兩個直槽(3—3)，同一組直槽(3—3)位于同一個平面上且開設在振子基座(3)相對的面內；兩組直槽(3—3)的高度不統一，以減小振子基座(3)的體積進而減小整個俘能器的體積。