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气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器
被引量：
5
1
作者
程廷海
刘文博
+2 位作者
赵宏伟
高海波
赵希禄
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1222-1228,共7页
提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列...
提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验。理论分析显示:盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性,适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63mm、行程为150mm的气缸制作了实验样机,利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。结果表明:在交变的气动高压激励下,阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量,其最佳匹配电阻为600kΩ,最大的瞬时功率为1 052μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。
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关键词
压电浮能器
气动高压
盘型压电阵列
压力波动
能量转化
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职称材料
定质量分数交变气体载荷激励下压电阵列发电机实验
被引量：
6
2
作者
程廷海
王英廷
+3 位作者
付贤鹏
赵宏伟
包钢
赵希禄
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期407-412,共6页
提出一种定质量分数交变气体载荷激励的盘型压电阵列发电机,设计了盘型压电阵列发电机的样机结构并对压电阵列的工作原理进行了分析,理论分析结果表明盘型压电片具有良好的承载能力,适合对具有较高压力的气体能量进行收集,压电发电量是...
提出一种定质量分数交变气体载荷激励的盘型压电阵列发电机,设计了盘型压电阵列发电机的样机结构并对压电阵列的工作原理进行了分析,理论分析结果表明盘型压电片具有良好的承载能力,适合对具有较高压力的气体能量进行收集,压电发电量是由气体压缩过程中的体积压缩量、压缩速度、供气压力、周期及流量等多种要素共同决定的。对盘型压电片进行了有限元仿真分析,分析结果表明盘型压电片适合对高压气体载荷进行能量收集与转换,压电材料的微小变形就可输出较大的电压。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63 mm、行程为150 mm的气缸设计了实验样机,利用气动组件来模拟气体环境搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。实验结果表明,当压力固定时,随着流量的增加峰值电压逐渐升高,盘型压电片并联式具有较好的效果,当5片压电片并联时最佳匹配电阻为3 MΩ且最大的瞬时功率为6.53μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。
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关键词
压电阵列发电机
定质量分数
交变气体载荷
能量转换
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职称材料
密闭环境气流冲击式压电阵列发电性能实验研究
被引量：
2
3
作者
程廷海
付贤鹏
+3 位作者
王英廷
赵宏伟
包钢
赵希禄
《液压与气动》
北大核心
2017年第3期81-86,共6页
为实现高压密闭环境的气体能量收集并提高能量转化效率,提出了一种气流冲击式压电阵列发电机。利用压电材料的正压电效应并结合压电本构方程对压电发电机理进行分析,结果表明在高压气体环境下可采用盘型压电片进行气体能量收集,且压电...
为实现高压密闭环境的气体能量收集并提高能量转化效率,提出了一种气流冲击式压电阵列发电机。利用压电材料的正压电效应并结合压电本构方程对压电发电机理进行分析,结果表明在高压气体环境下可采用盘型压电片进行气体能量收集,且压电片外圆周需进行机械夹紧固定。设计并制作了一种压电发电阵列实验样机,搭建了实验测试系统。以高压气体为激励源对不同流量、周期及负载条件的改变进行了实验测试。实验结果表明,峰值电压与流量成正比,随着周期的增加峰值电压有小幅度的增长趋势,压电阵列在电学并联的情况下具有最佳的功率输出性能,当周期为0.8 s、流量为200 L/min、压力为0.3 MPa时最佳的输出功率是0.99 mW。
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关键词
密闭高压
压电阵列
能量转化
输出功率
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职称材料
题名
气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器
被引量：
5
1
作者
程廷海
刘文博
赵宏伟
高海波
赵希禄
机构
长春
工业
大学
机电
工
程学院
吉林
大学
机械
科学与
工
程学院
哈尔滨
工业
大学
机电
工
程学院
日本
琦玉工业大学工学部机械工学科
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期1222-1228,共7页
基金
吉林省科技发展计划资助项目(No.20150312006ZG,No.20160204054GX)
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室开放基金资助项目(No.SKLRS-2016-KF-14)
+1 种基金
吉林省教育厅“十三五”科学技术研究项目(吉教科合字[2016]第332号)
教育部“春晖计划”合作科研项目(No.Z2015023)
文摘
提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验。理论分析显示:盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性,适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63mm、行程为150mm的气缸制作了实验样机,利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。结果表明:在交变的气动高压激励下,阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量,其最佳匹配电阻为600kΩ,最大的瞬时功率为1 052μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。
关键词
压电浮能器
气动高压
盘型压电阵列
压力波动
能量转化
Keywords
piezoelectric plate harvester
pneumatic compressed air
array piezoelectric plate
pressure fluctuation
energy transmition
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
定质量分数交变气体载荷激励下压电阵列发电机实验
被引量：
6
2
作者
程廷海
王英廷
付贤鹏
赵宏伟
包钢
赵希禄
机构
长春
工业
大学
机电
工
程学院
吉林
大学
机械
科学与
工
程学院
哈尔滨
工业
大学
机电
工
程学院
琦玉工业大学工学部机械工学科
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期407-412,共6页
基金
吉林省科技发展计划项目(20150312006ZG)
吉林省教育厅"十三五"科学技术研究项目(吉教科合字[2016]第332号)
+1 种基金
中国博士后科学基金面上项目(2015M571356)
教育部"春晖计划"合作科研项目(Z2015023)
文摘
提出一种定质量分数交变气体载荷激励的盘型压电阵列发电机,设计了盘型压电阵列发电机的样机结构并对压电阵列的工作原理进行了分析,理论分析结果表明盘型压电片具有良好的承载能力,适合对具有较高压力的气体能量进行收集,压电发电量是由气体压缩过程中的体积压缩量、压缩速度、供气压力、周期及流量等多种要素共同决定的。对盘型压电片进行了有限元仿真分析,分析结果表明盘型压电片适合对高压气体载荷进行能量收集与转换,压电材料的微小变形就可输出较大的电压。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63 mm、行程为150 mm的气缸设计了实验样机,利用气动组件来模拟气体环境搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。实验结果表明,当压力固定时,随着流量的增加峰值电压逐渐升高,盘型压电片并联式具有较好的效果,当5片压电片并联时最佳匹配电阻为3 MΩ且最大的瞬时功率为6.53μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。
关键词
压电阵列发电机
定质量分数
交变气体载荷
能量转换
Keywords
piezoelectric array energy harvester
constantly gaseous mass
alternate high air pressure
energy transformation
分类号
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
密闭环境气流冲击式压电阵列发电性能实验研究
被引量：
2
3
作者
程廷海
付贤鹏
王英廷
赵宏伟
包钢
赵希禄
机构
长春
工业
大学
机电
工
程学院
吉林
大学
机械
科学与
工
程学院
哈尔滨
工业
大学
机电
工
程学院
日本
琦玉工业大学工学部机械工学科
出处
《液压与气动》
北大核心
2017年第3期81-86,共6页
基金
吉林省科技发展计划(20150312006ZG
20160204054GX)
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室开放基金(SKLRS-2016-KF-14)
文摘
为实现高压密闭环境的气体能量收集并提高能量转化效率,提出了一种气流冲击式压电阵列发电机。利用压电材料的正压电效应并结合压电本构方程对压电发电机理进行分析,结果表明在高压气体环境下可采用盘型压电片进行气体能量收集,且压电片外圆周需进行机械夹紧固定。设计并制作了一种压电发电阵列实验样机,搭建了实验测试系统。以高压气体为激励源对不同流量、周期及负载条件的改变进行了实验测试。实验结果表明,峰值电压与流量成正比,随着周期的增加峰值电压有小幅度的增长趋势,压电阵列在电学并联的情况下具有最佳的功率输出性能,当周期为0.8 s、流量为200 L/min、压力为0.3 MPa时最佳的输出功率是0.99 mW。
关键词
密闭高压
压电阵列
能量转化
输出功率
Keywords
sealed high pressure, piezoelectric array, energy transmission, output power
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
TH49 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器
程廷海
刘文博
赵宏伟
高海波
赵希禄
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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职称材料
2
定质量分数交变气体载荷激励下压电阵列发电机实验
程廷海
王英廷
付贤鹏
赵宏伟
包钢
赵希禄
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
6
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职称材料
3
密闭环境气流冲击式压电阵列发电性能实验研究
程廷海
付贤鹏
王英廷
赵宏伟
包钢
赵希禄
《液压与气动》
北大核心
2017
2
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职称材料
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