[发明专利]无源振动计数器及其应用方法

权利要求书

1.一种无源振动计数器，其特征在于，包括：

检测结构，其包括用于感知外部振动或加速度的悬臂以及设置在其上的压电元件；

与压电元件电连接，以将因压电元件形变而产生的电荷转换为电压的电荷收集电路；

与电荷收集电路电连接以完成计数工作的单片机。

2.如权利要求1所述的无源振动计数器，其特征在于，所述检测机构通过与其相配合的壳体进而封装；

其中，所述悬臂一端通过相配合的固定机构固定在壳体底部一侧，另一端端部上设置有敏感加速度的质量块。

3.如权利要求2所述的无源振动计数器，其特征在于，所述质量块被配置为矩形结构、T字形结构、倒L形结构中的任意一种；

且所述质量块在与悬臂相配合的一侧设置有延伸的安装部。

4.如权利要求2所述的无源振动计数器，其特征在于，所述质量块与壳体底部或顶部的内侧壁之间被配置为具有一预定间隙，以对悬臂的振动幅度进行控制。

5.如权利要求2所述的无源振动计数器，其特征在于，所述壳体底部或顶部内侧壁在与质量块震荡区间相配合的位置上，设置有对振动衰减时间进行控制的限位螺钉和/或凸起部。

6.如权利要求1所述的无源振动计数器，其特征在于，所述悬壁的上侧与下侧均设置有压电元件，且上、下压电元件被配置为反相设置。

7.如权利要求1所述的无源振动计数器，其特征在于，所述电荷收集电路包括：

用于将收集的电量提供给单片机的电容；

串联在压电元件与电容之间，以使电容收集相应电荷的二极管或桥式整流器；

与压电元件并联以使其上的负电荷迅速衰减的电阻。

8.如权利要求1所述的无源振动计数器，其特征在于，所述悬臂被配置为采用变形内耗小，且机械品质因素高的LY12型铝条或铝板，35GrMnSiA型航空用合金结构钢板或钢条，QBe2型铍青铜板或铍青铜条中的任意一种。

9.应用如权利要求1-8任一项所述无源振动计数器进行计数的方法，其特征在于，计数器安装于待测物件上，当物件发生振动时，检测结构的悬臂将振动或者加速度转换为压电元件的形变，压电元件因为形变而产生相应电荷；

电荷收集电路用于收集压电元件因形变而产生的电荷，并将电荷转换为电压为单片机供电；

当电荷收集电路输出的电压超过单片机的启动阈值电压及完成一次计数工作所需电量时，单片机上电，并读取存储器中的计数值，将计数值加1后再存储到存储器中或根据相应的条件判断是否加1存储。

10.如权利要求9所述应用无源振动计数器进行计数的方法，其特征在于，所述悬臂的谐振频率被配置为大于或等于500HZ，所述悬臂在壳体内限位螺钉和/或凸起部以及预定间隙的作用下，当物件发生振动时悬臂在预定时间内可产生多次振荡，压电元件在悬臂的作用下同时产生多次形变，进而多次产生相应的电荷；

所述电荷收集电路通过其上的二极管或桥式整流器与电容的配合，对预定时间内的多个电荷进行累积，以使其产生对应的累积电压。