[發明專利]一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置

在審

• 申請號: 202110971124.4
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113765434A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 陳荷娟;李京昊;李智鵬;張建銘;沈嫣秋
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;G01R22/10
• 代理公司: 東莞市創益專利事務所 44249
• 代理人: 李衛平

1.一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：包括氣流致聲發電機、帶有能量采集電路和數字信號采集與存儲電路的彈載能量采集電路；所述的氣流致聲發電機由置于引信頭部的入流調制結構和共振腔結構組成，通過一個帶臺階的外殼和金屬蓋之間的螺紋連接，將兩者連接為一個整體，其中入流調制結構位于外殼上端，面向入流進口；共振腔結構位于外殼下端，與入流調制結構之間留有空腔，保持空腔距離；金屬蓋將彈載能量采集電路中能量采集電路的壓電換能元件壓緊在共振腔結構底部，壓電換能元件輸出兩端與能量采集電路的兩極相連接；能量采集電路的交直流轉換電路輸出兩端接負載兩端；負載與數字信號采集與存儲電路的A/D轉換電路連接，然后再接入數字信號采集與存儲電路的存儲電路并接計算機PC讀取數據和顯示信號曲線。

2.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的氣流致聲發電機的進氣端與外殼通過螺紋連接，將入流調制結構緊壓在外殼上，入流調制結構與外殼形成狹窄狀側隙。金屬蓋與外殼也采用螺紋連接，將共振腔結構和壓電換能元件依次緊壓在外殼上；入流調制結構、共振腔結構與引信同軸，共振腔結構內的尖棱正對入流調制結構的側隙，兩者之間留有空腔，外部的迎面氣流通過入流調制結構，在空腔誘發聲波，通過共振腔結構將該聲波作用于壓電換能元件；外殼在空腔位置周向均勻開有若干個傾斜的排氣口。

3.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的外殼在空腔位置周向優選為八個傾斜的排氣口。

4.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的彈載能量采集電路由能量采集電路和數字信號采集與存儲電路組成，能量采集電路中壓電換能元件的一面朝向共振腔結構底部，直接敏感迎面氣流誘發的聲波。

5.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的能量采集電路由壓電換能元件和交直流轉換電路兩部分組成，交直流轉換電路與負載直接連接。

6.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的壓電換能元件被金屬蓋壓在共振腔結構底部外的帶臺階端空腔內，邊緣是銅片，與外殼直接接觸構成剛性壁面，中心是陶瓷，在中心處焊接一個導線直接與交直流轉換電路的一端連接，在銅片上也焊接一根導線，金屬蓋上開有6mm的小孔，導線通過小孔引出接能量采集電路。

7.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的交直流轉換電路由GaN整流橋、濾波電容、穩壓二極管組成，其中，GaN整流橋是由四個GaN二極管構成的全橋整流電路；GaN整流橋的一個輸入端連接壓電換能元件中心引出的導線，另一輸入端焊接到金屬蓋的小孔中銅片上焊接的導線，輸出端直接連接濾波電容兩端；濾波電容輸出端連接穩壓二極管兩端；穩壓二極管直接接負載。

8.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的負載是大電阻和小電阻的串聯電阻，小電阻兩端并聯連接A/D轉換電路構成電壓分壓器，大電阻=8.2kΩ，小電阻=1kΩ，當穩壓二極管電壓為30V，保證小電阻兩端電壓小于3.3V，可以保護數字信號采集與存儲電路避免燒壞。

9.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：.所述的數字信號采集與存儲電路包括A/D轉換電路和存儲電路兩部分，A/D轉換電路的輸入端分別與小電阻兩端連接，輸出端并聯連接存儲電路，當需要讀取檢測數據時可以將存儲電路輸出端直接與計算機連接。

10.根據權利要求1所述的一種氣流致聲發電機彈載能量采集檢測裝置，其特征在于：所述的A/D轉換電路為一個模擬/數字轉換器，所述的存儲電路是由8051單片機和FLASH閃存芯片構成。