[發明專利]一種新型的摩擦納米發電機濾波裝置

有效

• 申請號: 202110591908.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113271033B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 胡寧;謝燕楠
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H03H7/06;H01G4/12
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明涉及發電機技術領域，具體地說，是一種新型的摩擦納米發電機濾波裝置，包括摩擦納米發電機，摩擦納米發電機向外引出導線連接有兩個電阻和兩個無鉛反鐵電陶瓷電容，兩個電阻與摩擦納米發電機串聯，兩個無鉛反鐵電陶瓷電容與摩擦納米發電機并聯；其中，無鉛反鐵電陶瓷電容包括圓餅形陶瓷電容，圓餅形陶瓷電容的上下兩面燒結有銀電極層，本發明結構簡單，方便安裝設置，價格低廉，可以實現對摩擦納米發電機的高通濾波和低通濾波，且采用了無鉛反鐵電陶瓷電容減少了鉛對環境的污染。

技術領域

本發明涉及發電機技術領域，具體地說，是一種新型的摩擦納米發電機濾波裝置。

背景技術

摩擦納米發電機作為一種能量產生單元，在其內部的電路中，由于摩擦起電效應，兩個摩擦電極性不同的摩擦材料薄層之間會發生電荷轉移而使得二者之間形成一個電勢差；在外部電路中，電子在電勢差的驅動下在兩個分別粘貼在摩擦電材料層背面的電極之間或者電極與地之間流動，從而來平衡這個電勢差。摩擦納米發電機的動力源既可以是已被人們認識的風力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、身體的晃動、手的觸摸、下落的雨滴等從沒被人們注意過的環境隨機能源，還可以是車輪的轉動、機器的轟鳴等。

摩擦納米發電機（TENG）是由兩個現象完成的，接觸起電(contactelectrification)和靜電感應(electrostatic induction) ，此二者缺一不可。所謂接觸起電，就是說任意兩種不同的材料，只要接觸了，由于原子間距靠近，有些核外電子軌道被共用，而使得電子在兩個原子間發生轉移的現象，而在接觸起電發生后，將兩種接觸的介電材料分開，由于其是介電材料，不導電，所以之前獲得或失去電子的狀態得以保留，故此時兩種介電材料一個帶負電一個帶正電，將其分別通過外電阻連接到一起，當分開或靠攏這兩個介電材料做成的板的時候，其之間的電容發生變化，可以束縛的電荷量也會變化(此處實質上就是靜電感應現象)。因此在摩擦納米發電機工作的過程中，電荷是在外電路來回轉移的，所以其發的電一定是交流電。而兩介電材料板的分開，合攏，分開的過程必須持續下去，才能源源不斷的發電。

摩擦納米發電機作為一種自供能的傳感設備，它在正常工作的時候，可以周期性的產生正弦波，但是在有其他干擾的情況下，會產生雜波信號，或者是在某些使用場景下需要高頻率（低頻率）的信號，一般是采用普通電容或者是商用的濾波器來進行濾波。現有的摩擦納米發電機所用的濾波裝置大部分采用商用濾波器，不僅價格昂貴，而且參數無法及時更改，另一部分采用自己手動搭建濾波裝置，由于所用的電容是有鉛的，會對環境造成污染。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明披露了一種新型的摩擦納米發電機濾波裝置，具體技術方案如下：

一種新型的摩擦納米發電機濾波裝置，包括摩擦納米發電機，摩擦納米發電機向外引出導線連接有兩個電阻和兩個無鉛反鐵電陶瓷電容，兩個電阻與摩擦納米發電機串聯，兩個無鉛反鐵電陶瓷電容與摩擦納米發電機并聯。

本發明的進一步改進，無鉛反鐵電陶瓷電容包括圓餅形陶瓷電容，圓餅形陶瓷電容的上下兩面燒結有銀電極層。

本發明的進一步改進，圓餅形陶瓷電容的直徑為10mm、厚度在0.1-0.7mm之間，圓餅形陶瓷電容的上表面銀電極層的直徑為4mm，圓餅形陶瓷電容的下表面銀電極層的直徑為6mm。

圓餅形陶瓷電容的制作方法如下：

步驟一、以純度為99.99%的Na2CO3、純度為99.99%的Nb2O3、純度為99.95%的SrCO3、純度為99.9%的Bi2O3和純度為99.99%的TiO2為原料，采用常規固相反應法合成了0.7NN-0.3SBT；

步驟二、再將按照化學式稱量過后的原料放入行星球磨罐中，用純度為99.7%的乙醇溶液進行混合后，用氧化鋯球作為混合介質以300轉/分鐘的轉速球磨24小時；

步驟三、球磨完成后，將球磨罐放入干燥箱在80℃下干燥10小時；