The invention provides an electric energy collection device, is used to solve the technical problems of the prior energy collection efficiency of electric energy collection device is low, which comprises a fixed seat, arranged on the fixed seat fixture, cantilever beam and mass, which comprises an elastic substrate cantilever beam fixed on the fixture and near the fixed end surface of the elastic substrate on one or both sides are pasted the driver layer, the piezoelectric layer and the electrode layer, the energy collecting device driver layer in the external electric field bias, driving the elastic substrate and the piezoelectric layer vibration, piezoelectric layer will drive the mechanical vibration generating layer driven by energy into electrical energy, electrode layer the piezoelectric layer produces electrical energy output to the external circuit; the mass, the free end fixed on the elastic substrate, is used to adjust the resonant frequency of the cantilever beam, the occurrence of resonance, to produce the most Large output voltage. The invention effectively improves the collection efficiency of the electric field energy.
【技术实现步骤摘要】
一种电场能量收集装置
本专利技术属于能量收集
,涉及一种能量收集装置,具体涉及一种电场能量收集装置,可用于将环境中泄露的电场能收集并转化为电能。
技术介绍
能量收集装置能够收集和利用环境中的诸多能源,如振动能、声能、热能、风能和潮汐能等等,并将其转化为电能,为低功耗电子设备或器件供能。克服了传统模式下,利用电池供能时,频繁更换电池所带来的不便。加之传统电池供电方式存在供能寿命有限、体积大难以集成和易污染环境等缺陷,因此对低功耗电子设备自供电的能量收集装置亟待需要。目前,能量收集装置根据收集和转化的对象和原理的不同,可以分为光伏能量收集装置、热电能量收集装置和压电能量收集装置三类。其中,光伏能量收集装置是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术;热电能量收集装置利用材料的热电效应将热梯度能转变为电能;压电能量收集装置,利用压电材料所具有的正压电效应将周围环境中的振动能收集并转化为电能。通常情况下,压电材料同时具有正压电效应和逆压电效应两种属性。正压电效应是指当压电材料产生机械变形时,在压电材料表面出现电荷的现象。逆压电效应是指对压电材料施加交变电场引起材料机械变形的现象。尽管对能量收集技术的研究已取得一些成果,但对环境电场能收集方面的研究较少。而环境中的电场无处不在,全世界都基本被工频输电网覆盖,其高压变电站或高压设备周围蕴含丰富的电磁能量。测试数据表明,50kV变电站内的工频电场一般较大,最大可达18kV/m,磁感应强度达70-90μT,在某些近高压设备处如变压器母线,补偿电容电感周围,电磁能测量数值甚至更高。因此,变电站内电磁场 ...
【技术保护点】
一种电场能量收集装置,其特征在于,包括固定座(1)、设置在固定座(1)上的夹具(2)、悬臂梁(3)和质量块(4);所述悬臂梁(3)包括固定在夹具(2)上的弹性基板(31)以及靠近弹性基板(31)固定端板面上依次粘贴的驱动层(32)、压电层(33)和电极层(34),其中弹性基板(31)采用轻质导电材料,用于支撑驱动层(32)、压电层(33)和电极层(34),并在驱动层(32)的驱动下产生偏离平衡位置的振动,驱动层(32)采用具有逆压电效应的材料,用于在外界静电场作用下产生偏置,驱动弹性基板(31)和压电层(33)产生振动,压电层(33)采用具有正压电效应的材料,用于将驱动层(32)驱动下产生的机械振动能转换为电能,电极层(34)采用金属导电材料,用于输出压电层(33)产生的电能;所述质量块(4),固定在弹性基板(31)的自由端,用于调节悬臂梁(3)的谐振频率。
【技术特征摘要】
1.一种电场能量收集装置,其特征在于,包括固定座(1)、设置在固定座(1)上的夹具(2)、悬臂梁(3)和质量块(4);所述悬臂梁(3)包括固定在夹具(2)上的弹性基板(31)以及靠近弹性基板(31)固定端板面上依次粘贴的驱动层(32)、压电层(33)和电极层(34),其中弹性基板(31)采用轻质导电材料,用于支撑驱动层(32)、压电层(33)和电极层(34),并在驱动层(32)的驱动下产生偏离平衡位置的振动,驱动层(32)采用具有逆压电效应的材料,用于在外界静电场作用下产生偏置,驱动弹性基板(31)和压电层(33)产生振动,压电层(33)采用具有正压电效应的材料,用于将驱动层(32)驱动下产生的机械振动能转换为电能,电极层(34)采用金...
【专利技术属性】
技术研发人员:张敏,胡丰,王海,赵伟,秦红波,刘岩,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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