本发明专利技术提供了一种声能发电装置，其特征在于，包括声能采集装置、悬臂梁、重物和压电陶瓷，声能采集装置的后端具有开口，所述的开口处设有重物，重物的后侧设有压电陶瓷。本发明专利技术的声能转化装置可以实现将声能转化为电能，且结构简单，安装、携带方便，可适应不同场合的声电转换，通过声能采集装置大小，悬臂梁长短，悬臂梁前端重物尺寸、质量大小，和压电陶瓷的尺寸大小的改变，以及材料的本身寿命考虑可设计出不同场合的声电转化装置。本发明专利技术的声能采集装置除应用于声能收集外，还可广泛运用于光，流体，电磁波的收集，为声能发电的普及提供了可能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种声能发电装置，属于新能源领域。
技术介绍
声能发电技术主要分为压电式声能发电技术和电磁式声能发电技术两个方向，前者采用压电材料作为换能元件，后者应用电磁感应方法来实现声能向电能的转换。应用压电式声能发电技术取得的主要研究成果有Horowitz S等人利用微机械加工工艺制作的声能发电机，采用微机械加工的环形硅压电复合振膜作为换能元件，在149dB的声压级下，最大输出电功密度达到0.34ii W/cm2。在原有设计基础上，提高加工工艺水平，潜在的输出电功密度可以达到250 V- ff/cm2o采用电磁式声能发电技术取得的主要研究成果有:TenghsienLai设计的具有高电压输出特性的声能微型发电机，利用声能去激励为长宽均为3mm的微型电磁换能器，在470Hz的驱动频率下，获得了 0.24mV最大感应电动势。随着人类环保意识的同益增强，排放标准越来越严格，人们对可靠的不间断电力的需求也日益增强，传统的发电装置已不能满足人类的需要，各国都开始了对清洁、可靠、廉价的微型发电装置的研究。美国、日本、荷兰、英国等发达国家已经着手研制基于不同原理的小型发电装置，为各类便携式传感器、监控系统和便携式微功率电器提供能源；我国利用微发电装置为各类便携式传感器、监控系统和便携式微功率电器供电的研究相对较少。目前研究的最多、最具应用前景的小型发电装置是利用电磁和压电原理制作的。本专利技术采用的是振动压电式声能发电装置，它属于压电式声能发电技术，利用所设计的抛物型声波收集装置进行声波能量聚集，促发悬臂梁振动以击打压电材料，可以实现声能与电能之间的转化。实验得到的声聚焦的效果显著，一般可提高8分贝左右，就聚声效果而言是非常可观的。虽然近年来许多人对声能发电有不同的研究，但基于成本以及效率的问题，使其不能得到普 及， 本专利技术的声能发电装置结构简单，应用材料无特殊要求性，且所设计的抛物型声能采集装置集能效果好，为声能发电普及成为了可能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用声能进行发电的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种声能发电装置，其特征在于，包括声能采集装置、悬臂梁、重物和压电陶瓷，声能采集装置的后端具有开口，所述的开口处设有重物，重物的后侧设有压电陶瓷。优选地，所述的压电陶瓷的前后两端各连接一个导线。优选地，所述的声能采集装置的内壁为曲面，其满足y2 = c(c+2x)，其中，x、y分别为所述的曲面上点的横、纵坐标，X值小于lm，c为4.24至7.07间的任意常数，声能采集装置的开口位于X = -c/4处,声能采集装置的厚度为2mm至5mm。优选地，所述的声能采集装置的开口处还设有薄膜，薄膜的边缘固定连接声能采集装置，薄膜的中部设有重物。优选地，所述的声能采集装置的开口处还设有悬臂梁，悬臂梁的一端焊接声能采集装置，另一端附着重物。更优选地，所述的声能采集装置的开口为圆形，悬臂梁的长度在3cm至5cm，厚度小于2mm，宽度小于声能采集装置的开口半径的1/4。更优选地，所述的悬臂梁的长度与声能采集装置的开口半径相等。更优选地，所述的重物为截面为规则几何图形的柱体，重物在悬臂梁两侧突出的长度皆小于3mm，重物截面的最大尺寸小于等于悬臂梁的宽度。更优选地，所述的重物为截面为方形或圆形。优选地，所述的重物和压电陶瓷之间的距离小于1mm。所述的声能采集装置的材料为高密度硬材料，优选为铅、铝合金、不锈钢或彩钢板。所述的悬臂梁为硬质薄金属材料。所述的重物为表面绝缘的高密度硬质材料，优选为铅，铜，钢或铁。所述的重物的表面用绝缘漆均匀涂抹，使其不导电。所述的重物的重量为5克至50克。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术的声 能转化装置可以实现将声能转化为电能，且结构简单，安装、携带方便，可适应不同场合的声电转换，通过声能采集装置大小，悬臂梁长短，悬臂梁前端重物尺寸、质量大小，和压电陶瓷的尺寸大小的改变，以及材料的本身寿命考虑可设计出不同场合的声电转化装置。本专利技术的声能采集装置除应用于声能收集外，还可广泛运用于光，流体，电磁波的收集，为声能发电的普及提供了可能。附图说明图1为一种声能发电装置结构示意图；图2为另一种声能发电装置结构不意图。具体实施例方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1如图1所示，为一种声能发电装置结构示意图。所述的声能发电装置由声能采集装置1、悬臂梁2、重物3、压电陶瓷4和导线组成。声能采集装置I的后端具有开口，所述的开口处设有重物3和悬臂梁2，悬臂梁2的一端焊接声能采集装置1，另一端附着重物3，重物3的后侧设有压电陶瓷4。压电陶瓷4的前后两端各连接一个导线。所述的声能采集装置I的内壁为曲面，其满足y2 = c(c+2x)，x、y分别为所述的曲面上点的横、纵坐标，c取5cm,该方程为y2 = 10x+25,取x = 60cm,可算得y |x = 6(l = 25cm,声能采集装置I的开口位于X = -c/4 = -1.25cm处，Yld25 = 3.5cm，取声能采集装置厚度为3mm,悬臂梁长度为3.5cm,宽度为0.7cm,厚度为0.6mm,重物为圆柱形,直径为0.6cm,重物3在悬臂梁2两侧突出的长度为1.5mm，重物3与压电陶瓷4间距离为0.5mm，压电陶瓷4为圆柱形，其界面直径为0.6cm，高度为1.2cm。重物3的重量为10克。声能采集装置I材料为铅，悬臂梁2材料为铜，重物3为铅块，并用绝缘漆涂抹，压电陶瓷4为PZT-81。本专利技术将声波用声能采集装置I进行收集放大其能流密度，当受声波作用时，悬臂梁2会随之发生震动，并带动重物3击打压电陶瓷4，压电陶瓷4受击打后可产生感应电荷。实施例2如图2所示，为另一种声能发电装置结构示意图。所述的声能发电装置由声能采集装置1、重物3、压电陶瓷4、薄膜5和导线组成。声能采集装置I的后端具有开口，所述的开口处设有重物3和薄膜5，薄膜5的边缘固定连接声能采集装置1，薄膜5的中央设有重物3。重物3的后侧设有压电陶瓷4。压电陶瓷4的前后两端各连接一个导线。所述的声能采集装置I的内壁为曲面，其满足y2 = c(c+2x)，x、y分别为所述的曲面上点的横、纵坐标，c取5cm,该方程为y2 = 10x+25,取x = 60cm,可算得y |x = 6(l = 25cm,声能采集装置I的开口位于X = -c/4 = -1.25cm处，Yld25 = 3.5cm，取声能采集装置厚度为3mm，薄膜厚度为12 u m,重物为圆柱形，直径为0.6cm,重物3在薄膜5两侧突出的长度为0.5mm,重物3与压电陶瓷4间距离为 0.5mm,压电陶瓷4为圆柱形,其界面直径为0.6cm,高度为1.2cm。重物3的重量为10克。声能采集装置I材料为铅，薄膜材料为聚酯薄膜，重物3为铝块，并用绝缘漆涂抹，压电陶瓷4为PZT-81。本专利技术将声波用声能采集装置I进行收集放大其能流密度，当受声波作用时，薄膜5会随之发生震动，并带动重物3击打压电陶瓷4，压电陶瓷4受击打后可产生感应电荷。权利要求1.一种声能发电装置，其特征在于，包括声能采集装置(I)、悬臂梁(2)、重物(3)和压电陶瓷(4)，声能采集装置(I)的后端具有开口，所述的开本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种声能发电装置，其特征在于，包括声能采集装置(1)、悬臂梁(2)、重物(3)和压电陶瓷(4)，声能采集装置(1)的后端具有开口，所述的开口处设有重物(3)，重物(3)的后侧设有压电陶瓷(4)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：施灵聪，吴慧莹，肖立财，殷文珏，赵晓凯，黄晓江，许福军，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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