[发明专利]无源振动计数器及其应用方法

说明书

本发明公开了一种无源振动计数器，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。本发明提供一种无源振动计数器，其能够通过将振动过程中压电元件产生的电荷进行收集，用于给计数的单片机供电，故无需增加额外的外部电源供电，其通过结合机械与电子电路技术，实现了利用压电元件因形变产生的电荷进行电子自动计数的目的。

技术领域

本发明涉及计数器技术，尤其是涉及一种对振动或加速度进行检测并计数的无源振动计数器及其应用方法。

背景技术

在一些特定的领域，要求对振动或加速度进行检测并计数，即待测物件每振动一次便完成一次计数。目前主要是依赖人工计数，但是人工计数存在太大的主观因素影响计数的真实性，且计数结果容易遭到人为篡改，从而不能很好的对待测物件进行管理。

因此，采用机器自动计数是人们容易想到的一种手段。然而在这些特定领域，如特定的风洞测试领域(射弹计数)以及其它精密仪器行业，因其设备结构和安装环境复杂，而采用现有技术中的计数器，需要额外安装计数器的供电线缆，否则无法实现供电又制约了机器自动计数的实现。

为此，有必要提供一种不需要外部供电的振动计数器。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种无源振动计数器，其能够通过将振动过程中压电元件产生的电荷进行收集，用于给计数的单片机供电，故无需增加额外的外部电源供电，其通过结合机械与电子电路技术，实现了利用压电元件因形变产生的电荷进行电子自动计数的目的。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种无源振动计数器包括：

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。

优选的是，其中，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。

优选的是，其中，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。

优选的是，其中，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及振动衰减时间进行控制。

优选的是，其中，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，设置有限位螺钉和/或凸起部，以对悬臂的振动幅度及振动衰减时间进行控制。

优选的是，其中，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。

优选的是，其中，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。

优选的是，其中，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。