本实用新型专利技术公开了一种压电发电机，包括环形喷咀、环形谐振腔、圆柱体和压电堆；圆柱体位于环形喷咀内与环形喷咀形成环形气道，环形谐振腔与环形气道连通，环形谐振腔靠近环形气道的端部具有环形尖劈；压电堆位于环形谐振腔内。本实用新型专利技术通过气流进入环音震荡器形成空气振动，引起压电堆谐振，压电堆产生激励电荷，具有发电量较大，电量收集效率高的特点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种压电发电机，包括环形喷咀、环形谐振腔、圆柱体和压电堆；圆柱体位于环形喷咀内与环形喷咀形成环形气道，环形谐振腔与环形气道连通，环形谐振腔靠近环形气道的端部具有环形尖劈；压电堆位于环形谐振腔内。本技术通过气流进入环音震荡器形成空气振动，引起压电堆谐振，压电堆产生激励电荷，具有发电量较大，电量收集效率高的特点。【专利说明】-种压电发电机
本技术属于发电机
，具体设及一种压电发电机。
技术介绍
气流谐振发电机也称为射流发电机，为引信用物理电源的一种。它是一种将气动 能转换为电能的装置，可全弹道给引信电路供电，同时可提供基于环境激励的解除保险信 号。美国早在20世纪70年代就对其进行了系统研究，取得了诸多成绩，研究成果已形成装 备，用于野战火箭弹引信。 雷军命在"引信气流谐振压电发电机"一文中介绍了一种气流谐振压电发电机，该 发电机用压电振子替代气流谐振发电机中的磁电转换机构。通过实验室模拟吹风试验证 明：该发电机输出功率较大，可满足低功耗引信的使用，且结构简单、体积小、成本低、重量 轻，不会产生交变磁场。但是该机构存在着发电量较小，电量收集效率不高的缺陷，应用前 景受到一定限制。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种压电发电机，具有发电量 较大、电量收集效率高的特点。 一种压电发电机，包括环形喷巧、环形谐振腔、圆柱体和压电堆；圆柱体位于环形 喷巧内与环形喷巧形成环形气道，环形谐振腔与环形气道连通，环形谐振腔靠近环形气道 的端部具有环形尖劈；压电堆位于环形谐振腔内。 进一步地，还包括电能加强电路，所述电能加强电路包括二极管、全波整流电路W 及储能电容，全波整流电路和储能电容均并联于所述压电堆的两端之间，二极管串接于所 述压电堆与所述全波整流电路之间。 进一步地，所述压电堆由多个压电陶瓷片构成，压电陶瓷片的最低振型下的固有 频率ω与所述环形谐振腔内的空气谐振频率f相同。 进一步地，还包括设置于所述压电堆底部的上框架和下框架，用于固定连接所述 压电堆和环形谐振腔。 本技术的有益技术效果体现在： 本技术通过气流进入环音震荡器形成空气振动，引起压电堆谐振，压电堆产 生激励电荷，具有发电量较大，电量收集效率高的特点，可为大发电量需求设备供电。【附图说明】 图1为本技术的剖面结构示意图； 图2为本技术的电能加强电路结构图。【具体实施方式】 W下结合附图和具体实施例对本技术进一步详细描述。 如图1所示，本技术的较佳实施例，包括环形喷巧1、环形谐振腔2、圆柱体3、 压电堆4、上框架5和下框架6,环形喷巧1、环形谐振腔2和圆柱体3构成环音震荡器，压电 堆4固定在上框架5和下框架6之间，构成发电装置，压电堆4和上框架5 W及下框架6通 过螺钉固定在环形谐振腔2上。 所述圆柱体3放入环形喷巧1内，构成一个环形气道，环形谐振腔2的头部具有环 形尖劈，空气在环形谐振腔2内形成与空腔振动频率相同的空气谐振频率f由下式确定： 式中，C是声速，L是空腔的深度，k是与气流压力有关的常数，k与环形气道的气 隙大小、环形谐振腔2的环形尖劈的角度及环形谐振腔2与环形喷巧间的距离有关，k 一般 由实验测得。 按照本技术较佳实施方式，压电堆4由若干个压电陶瓷片构成，构成压电堆4 的每个压电陶瓷片的最低振型下的固有频率ω与环形谐振腔2的空腔内的空气谐振频率f 相同。如此采用，当环形谐振腔2的固有频率（空气振荡频率）与压电陶瓷片的固有频率 相一致时，产生谐振现象。此时，压电陶瓷片振动的幅度达到最大值，即压电陶瓷片的变形 量最大，激发的电量也最多。 如图2所示，还可在所述压电发电机的输出与负载之间接入一个电能加强电路， 电能加强电路包括二极管V、全波整流电路W及储能电容C，全波整流电路和储能电容C均 并联于所述压电堆4的两端之间，二极管V串接于所述压电堆4与所述全波整流电路之间。 压电发电机上接入二极管V，目的是避免当压电陶瓷片变形减小或消失时，储能电容C反向 向压电堆4放电而使储存的电量下降或消失。采用二极管全波整流电路的目的是：当压电 堆4上的压电陶瓷片反向变形时，压电陶瓷片两极面激发电荷的正负极性互换，相当于在 一个振动周期内，压电陶瓷片可向储能电容C充电两次，提高了发电机的电能输出。 将本技术应用与导弹时，整个装置放置在导弹的头部，导弹头部开有气孔，当 导弹飞行时，高速气流通过导弹头部进入由圆柱体3和环形喷巧1构成的环形气道内，冲压 气流冲击环形谐振腔2的头部环形尖劈处，环形尖劈产生音频扰动使环形谐振腔的内部空 气进入谐振状态，空气的脉动形成的交变载荷，再驱动压电堆4上的压电陶瓷片谐振，产生 交变的形变，压电效应激发出电荷。 本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用W 限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1. 一种压电发电机，其特征在于，包括环形喷咀（1)、环形谐振腔（2)、圆柱体（3)和压 电堆（4);圆柱体（3)位于环形喷咀（1)内与环形喷咀（1)形成环形气道，环形谐振腔（2) 与环形气道连通，环形谐振腔（2)靠近环形气道的端部具有环形尖劈；压电堆（4)位于环形 谐振腔（2)内。2. 根据权利要求1所述的压电发电机，其特征在于，还包括电能加强电路，所述电能加 强电路包括二极管（V)、全波整流电路以及储能电容（C)，全波整流电路和储能电容（C)均 并联于所述压电堆（4)的两端之间，二极管（V)串接于所述压电堆（4)与所述全波整流电 路之间。3. 根据权利要求1所述的压电发电机，其特征在于，所述压电堆（4)由多个压电陶瓷片 构成，压电陶瓷片的最低振型下的固有频率ω与所述环形谐振腔（2)内的空气谐振频率f 相同。4. 根据权利要求1或2或3所述的压电发电机，其特征在于，还包括设置于所述压电堆 (4)底部的上框架（5)和下框架（6)，用于固定连接所述压电堆（4)和环形谐振腔（2)。【文档编号】H02N2/18GK205430092SQ201520192536【公开日】2016年8月3日【申请日】2015年4月1日【专利技术人】李响, 曹国勇, 梅江涛 【申请人】湖北三江航天红林探控有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电发电机，其特征在于，包括环形喷咀(1)、环形谐振腔(2)、圆柱体(3)和压电堆(4)；圆柱体(3)位于环形喷咀(1)内与环形喷咀(1)形成环形气道，环形谐振腔(2)与环形气道连通，环形谐振腔(2)靠近环形气道的端部具有环形尖劈；压电堆(4)位于环形谐振腔(2)内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李响，曹国勇，梅江涛，
申请(专利权)人：湖北三江航天红林探控有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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