基于壓電式環(huán)境能量采集技術研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和集成電路技術的不斷發(fā)展，各種低功耗傳感節(jié)點的應用越來越多，對能源需求越來越大，因地制宜地采集環(huán)境中的物理能量來為傳感網(wǎng)絡節(jié)點供能不僅可以解決能源需求問題，而且可以變廢為寶，實現(xiàn)能源供給多樣化。本文基于壓電材料研究壓電能量采集系統(tǒng)來實現(xiàn)對自然界風能的采集，并研究了能量存儲電路。主要研究工作如下:
　　(1)研究了壓電效應、壓電材料、壓電方程和基于壓電復合材料的能量采集技術的理論。
　　(2)基于ANSYS有限元

2、分析軟件對雙晶壓電懸臂梁結構進行了模態(tài)分析和諧響應分析，對雙晶壓電懸臂梁結構的諧振頻率和振動特性做了詳細分析;對壓電懸臂梁結構進行了優(yōu)化研究，包括結構長度、基板厚度和基板材料等特性參數(shù)，最后以此為依據(jù)制作了雙晶壓電懸臂梁壓電振子實驗件。
　　(3)采用PVDF壓電薄膜材料設計并制作了基于雙晶壓電振子的風杯式壓電能量采集系統(tǒng)，通過實驗研究了該能量采集系統(tǒng)的輸出電壓特性、輸出電壓與扇葉片重合距離之間的關系、輸出功率特性、輸出電壓與風速