应用于环境声音能量的能量转化系统及方法技术方案

本申请公开了一种应用于环境声音能量的能量转化系统，包括：能量吸收装置、能量转化装置和能量储存装置。本申请还公开了一种应用于环境声音能量的能量转化方法，能量吸收装置吸收环境中的声波，将声波振动中的能量传递给能量转换系统，能量转化装置接收所述能量吸收装置传递的能量，转化为可供二次利用的电能并传递至能量储存装置进行储存，能量储存装置接收所述能量转化装置传递的电能进行储存。本发明专利技术可应用于声音携带大量能量的强声环境；由于是将声音中的能量转化为其他能量，既非简单阻挡，也不是利用内部结构直接消解，吸音效果更加明显；对于吸收的声音中所携带的能量可以再次加以利用。

Energy conversion system and method for ambient sound energy

The invention discloses an energy conversion system applied to ambient sound energy, which comprises an energy absorbing device, an energy conversion device and an energy storage device. Energy conversion method of the invention also discloses an application in environmental sound energy, sound energy absorption device to absorb in the environment, the vibration energy transfer to acoustic wave energy conversion system, energy conversion device receives the energy absorbing device transfer energy into electrical energy use for two times and transferred to energy storage device, an energy storage device receives the energy conversion device transfer electric energy storage. The invention can be applied to the sound intensity sound environment to carry large amounts of energy; because it is the sound of energy into other energy, is neither simple nor the barrier, the internal structure of the direct digestion, absorption effect is more obvious; for carrying the sound of absorption energy can be used again.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能量转化领域，具体地说，是涉及一种被动收集散布于环境中的声音携带的振动能量，并将其转化为其他便于再次利用或便于储存的能量的应用于环境声音能量的能量转化系统及方法。
技术介绍
目前的环境声音吸收装置常见于房屋、市政建筑中，比如音乐厅，会议室墙壁天花板常见的消音材料，通过密集分布的孔隙吸收声音防止产生回声及向外传播，此种方案适用于声音中携带能量较小的情况，通过材料内部的纤维及细小颗粒等物质之间的摩擦运动将声音中的能量转化为热能而消解掉；但对于公路，工厂车间等声音中携带巨大能量的场景，上述例子的解决方案便不再适用，尽管也可以通过铺设噪声挡板遮挡阻碍噪声直接向道路两旁扩散，但减噪效果仍不理想，声音中携带的能量也被白白浪费。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于环境声音能量的能量转化系统，包括：能量吸收装置、能量转化装置和能量储存装置，其中，所述能量吸收装置，与所述能量转化装置相连接，用于吸收环境中的声波，将声波振动中的能量传递给能量转换系统，所述能量吸收装置，为室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构，当声波能量波及能量吸收装置时，所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能；所述能量转化装置，为将声波转换为电信号的装置，分别与所述能量吸收装置和能量储存装置相连接，用于接收所述能量吸收装置传递的能量，转化为可供二次利用的电能并传递至能量储存装置进行储存，所述能量转换装置，为压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机，所述压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机紧密贴合在所述能量吸收装置上，其中，当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述压电陶瓷结构或压电薄膜结构中贴合其上的压电薄膜产生机械形变，压电薄膜中的电偶极矩因压缩而变短，在压电材料表面产生等量的正负电荷，形成电流发送至所述能量储存装置；当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述摩擦电纳米发电机贴合其上的薄膜因产生机械变形，而导致薄膜中两层聚合物之间相聚摩擦，产生电荷分离形成电势差，通过静电感应所述摩擦电纳米发电机的两个金属极板表面形成感应电荷，感应电荷在摩擦电电势驱动下流经外电路形成电流并发送至所述能量储存装置；所述能量储存装置，与所述能量转化装置相连接，用于接收所述能量转化装置传递的电能进行储存。优选地，所述能量储存装置，进一步为，蓄电池或电容器。本申请还公开了一种应用于环境声音能量的能量转化方法，包括步骤：能量吸收装置吸收环境中的声波，将声波振动中的能量传递给能量转换系统，所述能量吸收装置，为室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构，当声波能量波及能量吸收装置时，所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能；能量转化装置接收所述能量吸收装置传递的能量，转化为可供二次利用的电能并传递至能量储存装置进行储存，所述能量转换装置，为压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机，所述压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机紧密贴合在所述能量吸收装置上，其中，当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述压电陶瓷结构或压电薄膜结构中贴合其上的压电薄膜产生机械形变，压电薄膜中的电偶极矩因压缩而变短，在压电材料表面产生等量的正负电荷，形成电流发送至所述能量储存装置；当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述摩擦电纳米发电机贴合其上的薄膜因产生机械变形，而导致薄膜中两层聚合物之间相聚摩擦，产生电荷分离形成电势差，通过静电感应所述摩擦电纳米发电机的两个金属极板表面形成感应电荷，感应电荷在摩擦电电势驱动下流经外电路形成电流并发送至所述能量储存装置；能量储存装置接收所述能量转化装置传递的电能进行储存。优选地，所述能量储存装置，进一步为，蓄电池或电容器。与现有技术相比，本专利技术所述的应用于环境声音能量的能量转化系统及方法，达到了如下效果：1)本专利技术可应用于声音携带大量能量的强声环境；2)由于是将声音中的能量转化为其他能量，既非简单阻挡，也不是利用内部结构直接消解，吸音效果更加明显；3)对于吸收的声音中所携带的能量可以再次加以利用。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为实施例1中应用于环境声音能量的能量转化系统结构图；图2为实施例1中应用于环境声音能量的能量转化方法工作流程图；图3为实施例2的能量转化过程图；图4为实施例2中薄膜结构图；图5为实施例3中压电薄膜结构图；其中：101为能量吸收装置；102为能量转化装置；103为能量储存装置；300为声波；301为吸音板材；302为摩擦电纳米发电机；303为蓄电池；401为基底；402为ZnO纳米线；501为PVDF薄膜；502为电极。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本专利技术的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明，但不作为对本专利技术的限定。实施例1：结合图1，本实施例提供了一种应用于环境声音能量的能量转化系统，包括：能量吸收装置101、能量转化装置102和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于环境声音能量的能量转化系统，其特征在于，包括：能量吸收装置、能量转化装置和能量储存装置，其中，所述能量吸收装置，与所述能量转化装置相连接，用于吸收环境中的声波，将声波振动中的能量传递给能量转换系统，所述能量吸收装置，为室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构，当声波能量波及能量吸收装置时，所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能；所述能量转化装置，为将声波转换为电信号的装置，分别与所述能量吸收装置和能量储存装置相连接，用于接收所述能量吸收装置传递的能量，转化为可供二次利用的电能并传递至能量储存装置进行储存，所述能量转换装置，为压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机，所述压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机紧密贴合在所述能量吸收装置上，其中，当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述压电陶瓷结构或压电薄膜结构中贴合其上的压电薄膜产生机械形变，压电薄膜中的电偶极矩因压缩而变短，在压电材料表面产生等量的正负电荷，形成电流发送至所述能量储存装置；当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生机械振动而产生机械振动势能时，所述摩擦电纳米发电机贴合其上的薄膜因产生机械变形，而导致薄膜中两层聚合物之间相聚摩擦，产生电荷分离形成电势差，通过静电感应所述摩擦电纳米发电机的两个金属极板表面形成感应电荷，感应电荷在摩擦电电势驱动下流经外电路形成电流并发送至所述能量储存装置；所述能量储存装置，与所述能量转化装置相连接，用于接收所述能量转化装置传递的电能进行储存。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于环境声音能量的能量转化系统，其特征在于，包括：能量
吸收装置、能量转化装置和能量储存装置，其中，
所述能量吸收装置，与所述能量转化装置相连接，用于吸收环境中的声
波，将声波振动中的能量传递给能量转换系统，所述能量吸收装置，为室外
隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构，当声波能量波及能
量吸收装置时，所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔
结构发生机械振动而产生机械振动势能；
所述能量转化装置，为将声波转换为电信号的装置，分别与所述能量吸
收装置和能量储存装置相连接，用于接收所述能量吸收装置传递的能量，转
化为可供二次利用的电能并传递至能量储存装置进行储存，所述能量转换装
置，为压电陶瓷结构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机，所述压电陶瓷结
构、压电薄膜结构或摩擦电纳米发电机紧密贴合在所述能量吸收装置上，其
中，
当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生
机械振动而产生机械振动势能时，所述压电陶瓷结构或压电薄膜结构中贴合
其上的压电薄膜产生机械形变，压电薄膜中的电偶极矩因压缩而变短，在压
电材料表面产生等量的正负电荷，形成电流发送至所述能量储存装置；
当所述室外隔音板、室内吸音微穿孔板或具有汇聚声波的小孔结构发生
机械振动而产生机械振动势能时，所述摩擦电纳米发电机贴合其上的薄膜因
产生机械变形，而导致薄膜中两层聚合物之间相聚摩擦，产生电荷分离形成
电势差，通过静电感应所述摩擦电纳米发电机的两个金属极板表面形成感应
电荷，感应电荷在摩擦电电势驱动下流经外电路形成电流并发送至所述能量
储存装置；
所述能量储存装置，与所述能量转化装置相连接，用于接收所述能量转
化装置传递的电能进行储存。
2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙弘毅，曹东，李建涛，陈智勇，
申请(专利权)人：北京北纬通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11